一种磁粉注射成型工艺以及在该工艺中使用的粘结剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及软磁磁粉或永磁磁粉注射成型工艺以及在该工艺中使用的粘结剂，尤 其是热塑性石蜡基粘结剂。
【背景技术】
[0002] 金属粉末注射成型技术（简称MIM)是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领 域而形成的一门新型粉末冶金近净成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机 粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下（~150°C)用注射成型机注入模腔内固化成 型，然后用化学或热分解的方法将成型坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产 品。MM与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异、生产成本低等特点，适合制作一 些几何形状复杂，组织结构均匀，高性能的小型精密零件。
[0003] 有机粘结剂的作用是粘结金属粉末颗粒，使混合料在注射机料筒中加热后具有流 变性和润滑性，即粘结剂是带动粉末流动的载体。因此，粘结剂的选择是整个粉末注射成型 的关键。对有机粘结剂的要求为：①用量少，用较少的粘结剂能使混合料产生较好的流变 性；②不反应，在去除粘结剂的过程中与金属粉末不起任何化学反应；③易去除，在制品内 不残留碳。
[0004] 目前流行的MM工艺，其关键和独特之处是粘结剂体系和脱脂技术。粘结剂的脱 除最费时、最难控制，是M頂中最困难和最重要的环节，脱脂一直是阻碍MIM技术发展的难 题。一般粘结剂占成形坯体积的40%以上，在脱脂过程中成形坯极易出现宏观和微观缺陷， 因此脱脂工艺对于保证产品质量极为重要。常用的脱脂方法有热脱脂、溶剂脱脂、虹吸脱脂 及超临界流体萃取等，但不论是哪种脱脂方法都各有其优缺点，具体选用何种脱脂方法要 根据粘结剂组成和粉料的化学性质而定，其共性缺点是脱脂时间长，成本高，脱脂质量不稳 定，不适应大批量生产等。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种软磁磁粉或永磁磁粉注射成型工艺以及在该工艺中使用的粘 结剂，该工艺将脱脂工序脱除干净，脱脂时间短，提高了工艺效率。本发明粘结剂可有效增 强流动性，维持坯块形状好，易于脱除。
[0006] 本发明的技术方案是：一种磁粉末注射成型工艺，由以下工序构成：
[0007] ①永磁粉末和粘结剂混合；
[0008] ②混炼；
[0009] ③制粒；
[0010] ④注射成型；
[0011] ⑤脱脂；
[0012] ⑥烧结；
[0013] 其中脱脂工序为：将生坯置于脱脂炉内，在氢气中以每小时l〇〇°C /h的速率将生 坯升温到150°C，保温lh，然后继续升温每小时80°C /h的速率将生坯升温到300°C，保温 0. 5h，随后充入氩气以代替生坯吸收的氢气，持续10分钟至30分钟，然后再将氩气抽出，然 后让脱除粘结剂的生坯在300°C的真空状态下保温10分钟至30分钟。
[0014] 在上述磁粉注射成型工艺中使用的粘结剂，其特征在于：
[0015]
[0016] 优选地，在上述永磁粉末注射成型工艺中使用的粘结剂，[0017]
[0019] 优选地，在上述磁粉注射成型工艺中使用的粘结剂，[0020]
[0018]
[0021] 优选地，在上述磁粉注射成型工艺中使用的粘结剂，
[0022]
[0023] 采用本发明粘结剂可有效增强流动性，维持坯块形状好，采用高温脱除法即很容 易将粘结剂从成型胚料中脱出，脱脂时间短，脱除干净，从而提高了工艺效率。
【附图说明】：
[0024] 图1为本发明一种磁粉末注射成型工艺的工序图。
【具体实施方式】
[0025] 如图1所示，本发明一种磁粉末注射成型工艺由以下工序构成：永磁粉末和粘结 剂混合；混炼工序；制粒工序；注射成型工序；脱脂工序；烧结工序。其中脱脂工序为：将生 坯置于脱脂炉内，在氢气中以每小时100°c /h的速率将生坯升温到150°C，保温lh，然后 继续升温每小时80°C /h的速率将生坯升温到300°C，保温0. 5h，随后充入氩气以代替生坯 吸收的氢气，持续10分钟至30分钟，然后再将氩气抽出，然后让脱除粘结剂的生坯在300°C 的真空状态下保温10分钟至30分钟。
[0026] 本发明实施例一：
[0027] 采用如下配方的粘结剂
[0028]
[0029] 结合现有技术的工艺与磁粉在70°C -130°C区间内混炼2小时，将混炼好的料挤 压制粒，得到适宜注射的喂料。然后采用现有工艺注射成型只得生坯。将生坯置于烧结炉 内，在氢气中以每小时100°c /h的速率将生坯升温到150°C，保温lh，然后继续升温每小时 80°C/h的速率将生坯升温到300°C，保温0. 5h，随后充入氩气以代替生坯吸收的氢气，持续 10分钟至30分钟，然后再将氩气抽出，然后让脱除粘结剂的生坯在300°C的真空状态下保 温10分钟至30分钟。接着将在真空烧结炉内生坯在一千多度的温度下烧结3-5小时，随 后在500 °C退火2小时获得烧结磁体。
[0030] 本发明实施例二：
[0031] 采用如下配方的粘结剂
[0032]
[0033]
[0034] 结合现有技术的工艺与磁粉在90°C -100°C区间内混炼2小时，将混炼好的料挤 压制粒，得到适宜注射的喂料。然后采用现有工艺注射成型只得生坯。将生坯置于烧结炉 内，在氢气中以每小时100°c /h的速率将生坯升温到150°C，保温lh，然后继续升温每小时 80°C/h的速率将生坯升温到300°C，保温0. 5h，随后充入氩气以代替生坯吸收的氢气，持续 10分钟至30分钟，然后再将氩气抽出，然后让脱除粘结剂的生坯在300°C的真空状态下保 温10分钟至30分钟。接着将在真空烧结炉内生坯在一千多度的温度下烧结3-5小时，随 后在500 °C退火2小时获得烧结磁体。
[0035] 本发明实施例三：
[0036] 采用如下配方的粘结剂
[0037]
[0038] 结合现有技术的工艺与磁粉在90°C -100°C区间内混炼2小时，将混炼好的料挤 压制粒，得到适宜注射的喂料。然后采用现有工艺注射成型只得生坯。将生坯置于烧结炉 内，在氢气中以每小时100°c /h的速率将生坯升温到150°C，保温lh，然后继续升温每小时 80°C/h的速率将生坯升温到300°C，保温0. 5h，随后充入氩气以代替生坯吸收的氢气，持续 10分钟至30分钟，然后再将氩气抽出，然后让脱除粘结剂的生坯在300°C的真空状态下保 温10分钟至30分钟。接着将在真空烧结炉内生坯在一千多度的温度下烧结3-5小时，随 后在500 °C退火2小时获得烧结磁体。
【主权项】
1. 一种永磁粉末注射成型工艺，由以下工序构成： ① 永磁粉末和粘结剂混合； ② 混炼； ③ 制粒； ④ 注射成型； ⑤ 脱脂； ⑥ 烧结； 其中脱脂工序为：将生坯置于脱脂炉内，在氢气中以每小时100°c/h的速率将生坯升 温到150°C，保温lh，然后继续升温每小时80°C/h的速率将生坯升温到300°C，保温0. 5h， 随后充入氩气以代替生坯吸收的氢气，持续10分钟至30分钟，然后再将氩气抽出，然后让 脱除粘结剂的生坯在300°C的真空状态下保温10分钟至30分钟。2. -种在权利要求1所述的永磁粉末注射成型工艺中使用的粘结剂，其特征在于： HDPE 40%---50% LDPE 30%--40% N,N，-亚乙基双硬脂酰胺 5%--10% 聚乙婦婿 5%----8% 石虫普 3%----8% 硬脂酸 5 %----10% 钦酸醋偶联剂 1%----5%。3. -种在权利要求2所述的永磁粉末注射成型工艺中使用的粘结剂，其特征在于： HDPE 50% LDPE 30% n,r-亚乙基双硬脂酰胺 5% 聚乙烯蟠 5% 石蜡 3% 硬脂酸 5% 钦酸酯偶联剂 2%。4. 一种在权利要求2所述的永磁粉末注射成型工艺中使用的粘结剂，其特征在于： HOPE 45% LDPE 36% N,r-亚乙基双硬脂酰胺 5% 聚乙烯蜡 5% 石蜡 3% 硬脂酸 5% 钬酸酯偶联剂 1%。5. -种在权利要求2所述的永磁粉末注射成型工艺中使用的粘结剂，其特征在于： HDPE 40% LDPE 30% N,r-亚乙基双硬脂酰胺 10% 聚乙烯蜡 6% 石蜡 5% 硬脂酸 7% 钦酸酯偶联剂 2%。
【专利摘要】本发明涉及软磁磁粉或永磁磁粉注射成型工艺以及在该工艺中使用的粘结剂，尤其是热塑性石蜡基粘结剂。一种磁粉末注射成型工艺，由以下工序构成：永磁粉末和粘结剂混合；混炼；制粒；注射成型；脱脂；烧结。所述粘结剂，包括HDPE40％-50％；LDPE30％-40％；N,N'-亚乙基双硬脂酰胺5％-10％；聚乙烯蜡5％-8％；石蜡3％-8％；硬脂酸5％-10％；钛酸酯偶联剂1％-5％。本发明粘结剂可有效增强流动性，维持坯块形状好，采用高温脱除法即很容易将粘结剂从成型胚料中脱出，脱脂时间短，脱除干净，从而提高了工艺效率。
【IPC分类】C08K5/09, C08K5/20, C08L23/06, B22F3/22, C08L91/06
【公开号】CN104942296
【申请号】CN201510207828
【发明人】赵立文
【申请人】东莞市海天磁业有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月28日