本发明涉及一种pom基陶瓷注射成型材料及其制备方法。
背景技术：
：陶瓷注射成型(cim)是一种将粉末与塑料成形工艺相结合的新型制造工艺技术，它是先将陶瓷粉末与粘结剂进行高温熔融、搅拌、混合均匀，冷却后再将混合料进行破碎、制粒，最终经注塑机射出成所需要的形状。cim的优势在于能生产复杂形状制品，且尺寸精度高，机加工量少，表面光洁，成本低，适合批量生产。因而成为当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术。cim工艺分为混炼、造粒、注射成型、脱脂、烧结、后加工等工艺段。陶瓷在烧结后因陶瓷喂料成分不均匀、喂料配方性能差、脱脂烧结不稳定等因素，产品会出现不同程度的变形。因此在制作陶瓷产品时，会留大于理论加工余量的加工余量，来弥补烧结后产品变形带来的缺陷。陶瓷硬度高，一般在1300hv左右，而过多的加工余量，将极大增加后加工工艺段的制作成本。技术实现要素：本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种pom基陶瓷注射成型材料及其制备方法,解决陶瓷烧结后产品变形的问题。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种pom基陶瓷注射成型材料，包括纳米陶瓷粉末和粘结剂，所述粘结剂和所述纳米陶瓷粉末的质量比为1-1.5：9-8.5；所述纳米陶瓷粉末包括如下质量百分比的组分：氧化锆：84.0％-92.0％氧化钇：3.0％-6.0％氧化镁：2.0％-4.0％氧化锌晶须：3.0％-6.0％；所述粘结剂包括如下质量百分比的组分：进一步地：所述纳米陶瓷粉末的振实密度dt：1.2-1.3g/cm3。所述纳米陶瓷粉末的粒径为500目。一种制备所述的pom基陶瓷注射成型材料的制备方法，包括以下步骤：s1、将所述纳米陶瓷粉末加热到预定温度；将配比好的所述粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥状；s2、混料：将预热后的纳米陶瓷粉加入混炼机中与所述粘结剂中混合，进行混炼；s3、挤出制粒：将经步骤s2处理后的物料送入挤出机，挤出造粒，制得粉末注射成型喂料。进一步地：步骤s1中控制所述粘结剂的料温为160±10℃，混炼机转速为5-15r/min，混炼机温度为180℃-200℃。步骤s1中将纳米陶瓷粉加热至温度为140±10℃范围。步骤s2中控制混炼机转速为20-30r/min，混炼机温度为170℃-190℃，混炼时间为20-30min。一种使用所述的pom基陶瓷注射成型材料制作产品的方法，包括使用所述pom基陶瓷注射成型材料作为喂料进行注射成型、脱脂、烧结处理得到所述产品。进一步地：所述脱脂采用草酸脱脂，工艺参数包括：进酸量：1-2.5g/min脱脂温度：120℃-140℃脱脂时间：5h-7h。所述烧结采用真空烧结，工艺参数包括最高温度：1400-1500℃最高温保温时间：2-3h烧结时间总长：20-24h。本发明的有益效果：本发明提供的pom陶瓷注射成型材料采用特定的配方，其中粘结剂和纳米陶瓷粉末的质量比为1-1.5：9-8.5，纳米陶瓷粉末包括质量百分比84.0％-92.0％的氧化锆、3.0％-6.0％的氧化钇、2.0％-4.0％的氧化镁、3.0％-6.0％的氧化锌晶须；粘结剂包括质量百分比4-8％的硬脂酸、3-5％聚甲基丙烯酸甲酯、6-12％的聚丙醛、5-8％的聚乙烯蜡、7-10％的巴西棕榈蜡、65-75％的聚甲醛，将该陶瓷注射成型材料用在cim工艺，可以加工制作出满足3c电子及可穿戴类产品各种外观复杂的结构件，且具有高品质的产品性能。相比传统的cim陶瓷料，本发明的pom陶瓷注射成型材料尤其能够避免产品烧结后发生的变形，经实验验证，烧结后的产品平面度＜0.4mm，相比现有的cim陶瓷喂料优势明显，且显著地减少陶瓷产品加工余量，大大降低了加工成本。具体实施方式以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。在一种实施例中，一种pom基陶瓷注射成型材料，包括纳米陶瓷粉末和粘结剂，所述粘结剂和所述纳米陶瓷粉末的质量比为1-1.5：9-8.5；所述纳米陶瓷粉末包括如下质量百分比的组分：氧化锆：84.0％-92.0％氧化钇：3.0％-6.0％氧化镁：2.0％-4.0％氧化锌晶须：3.0％-6.0％；所述粘结剂包括如下质量百分比的组分：在优选实施例中，所述纳米陶瓷粉末的振实密度dt：1.2-1.3g/cm3。在优选实施例中，所述纳米陶瓷粉末的粒径为500目。一种制备所述的pom基陶瓷注射成型材料的制备方法，包括以下步骤：s1、将所述纳米陶瓷粉末加热到预定温度；将配比好的所述粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥状；s2、混料：将预热后的纳米陶瓷粉加入混炼机中与所述粘结剂中混合，进行混炼；s3、挤出制粒：将经步骤s2处理后的物料送入挤出机，挤出造粒，制得粉末注射成型喂料。在优选实施例中，步骤s1中控制所述粘结剂的料温为160±10℃，混炼机转速为5-15r/min，混炼机温度为180℃-200℃。在优选实施例中，步骤s1中将纳米陶瓷粉加热至温度为140±10℃范围。在优选实施例中，步骤s2中控制混炼机转速为20-30r/min，混炼机温度为170℃-190℃，混炼时间为20-30min。一种使用所述的pom基陶瓷注射成型材料制作产品的方法，包括使用所述pom基陶瓷注射成型材料作为喂料进行注射成型、脱脂、烧结处理得到所述产品。在优选实施例中，所述脱脂采用草酸脱脂，工艺参数包括：进酸量：1-2.5g/min脱脂温度：120℃-140℃脱脂时间：5h-7h。在优选实施例中，所述烧结采用真空烧结，工艺参数包括：最高温度：1400-1500℃最高温保温时间：2-3h烧结时间总长：20-24h。在典型实施例中，所述产品为3c电子设备结构件。在具体实施例中，一种pom陶瓷注射成型产品的制备方法，包括以下步骤：步骤1、粘结剂混炼、陶瓷预热：将配比好的粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥团状，料温160±10℃。混炼机转速：5-15r/min，设定混炼机温度：180℃-200℃；将陶瓷粉在加热装置上加热至温度140±10℃。步骤2、混料：将预热后的陶瓷粉加入混炼机中已达到所述预定状态的粘结剂中混合，使陶瓷粉末与粘结剂均匀混合并结成乳白色泥团状，混炼机转速：20-30r/min，设定混炼机温度：170℃-190℃，时间20-30min。步骤3、挤出制粒：将经步骤2处理后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。步骤4、注射成型：常规注射工艺。步骤5、脱脂：采用草酸脱脂，进酸量：1-2.5g/min；脱脂温度：120℃-140℃；脱脂时间：5h-7h。步骤6、烧结：真空烧结，最高温度：1400-1500℃；最高温保温时间：2-3h；烧结时间总长：20-24h。实例一：喂料配方为：其中陶瓷粉末是按本发明的配方选配，下同。加工方法：1.粘结剂混炼、陶瓷预热：将配比好的粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥团状，料温160℃。混炼机转速：10r/min，设定混炼机温度：180℃；将陶瓷粉在加热装置上加热至温度140℃。2、混料：将预热后的陶瓷粉加入混炼机中已达到所述预定状态的粘结剂中混合，使陶瓷粉末与粘结剂均匀混合并结成乳白色泥团状，混炼机转速：30r/min，设定混炼机温度：190℃，时间30min。3、挤出制粒：将经步骤2处理后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。4.注射成型：常规注射工艺。5.脱脂：草酸脱脂进酸量：2.5g/min脱脂温度：140℃脱脂时间：7h。6.烧结：真空烧结最高温度：1480℃最高温保温时间：3h烧结时间总长：24h。实例二：喂料配方为：加工方法：1.粘结剂混炼、陶瓷预热：将配比好的粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥团状，料温160℃。混炼机转速：10r/min，设定混炼机温度：180℃；将陶瓷粉在加热装置上加热至温度140℃。2、混料：将预热后的陶瓷粉加入混炼机中已达到所述预定状态的粘结剂中混合，使陶瓷粉末与粘结剂均匀混合并结成乳白色泥团状，混炼机转速：30r/min，设定混炼机温度：190℃，时间30min。3、挤出制粒：将经步骤2处理后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。4.注射成型：常规注射工艺。5.脱脂：草酸脱脂进酸量：2.5g/min脱脂温度：140℃脱脂时间：7h。6.烧结：真空烧结最高温度：1480℃最高温保温时间：3h烧结时间总长：24h。实例三：喂料配方为：加工方法：1.粘结剂混炼、陶瓷预热：将配比好的粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥团状，料温160℃。混炼机转速：10r/min，设定混炼机温度：180℃；将陶瓷粉在加热装置上加热至温度140℃。2、混料：将预热后的陶瓷粉加入混炼机中已达到所述预定状态的粘结剂中混合，使陶瓷粉末与粘结剂均匀混合并结成乳白色泥团状，混炼机转速：30r/min，设定混炼机温度：190℃，时间30min。3、挤出制粒：将经步骤2处理后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。4.注射成型：常规注射工艺。5.脱脂：草酸脱脂进酸量：2.5g/min脱脂温度：140℃脱脂时间：7h。6.烧结：真空烧结最高温度：1480℃最高温保温时间：3h烧结时间总长：24h。实例四：喂料配方为：加工方法：1.粘结剂混炼、陶瓷预热：将配比好的粘结剂加入到混炼机中混炼至融化成泥团状，料温160℃。混炼机转速：10r/min，设定混炼机温度：180℃；将陶瓷粉在加热装置上加热至温度140℃。2、混料：将预热后的陶瓷粉加入混炼机中已达到所述预定状态的粘结剂中混合，使陶瓷粉末与粘结剂均匀混合并结成乳白色泥团状，混炼机转速：30r/min，设定混炼机温度：190℃，时间30min。3、挤出制粒：将经步骤2处理后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。4.注射成型：常规注射工艺。5.脱脂：草酸脱脂进酸量：2.5g/min脱脂温度：140℃脱脂时间：7h。6.烧结：真空烧结最高温度：1480℃最高温保温时间：3h烧结时间总长：24h。对比例：采用常规陶瓷喂料，且注塑成型、脱脂及烧结工艺采用与上述实例相同的加工方式。通过将各例的喂料以cim工艺制作成标准件来进行产品性能参数的测试。本发明实施例的陶瓷喂料制造的产品与对比例制造的产品，测得性能数据如下表1所示，在保持产品密度、硬度的高性能的基础上，本发明制作的产品的变形显著减小。表1性能数据密度g\cm3硬度hv平面度mm实例一5.9413000.2实例二613200.34实例三5.9212800.1实例四5.8913200.3对比例5.8913000.9以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页12