一种基于PMMA材质填充的粉末冶金工艺的制作方法

一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺
技术领域
1.本发明涉及粉末注射成型技术领域，具体的是一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺。


背景技术：

2.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形成型技术。
3.金属粉末注射成型可以通过注射成型机自动完成注射成型，如专利申请号“cncn207207024u”中提出的一种适用于pmma成型的注射装置，可以对pmma材料进行注射成型，可避免由于原料出口被凝固的原料堵塞导致的注射成型效果差的问题。
4.金属粉末注射成型技术克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产如倒扣等小型、复杂以及具有特殊要求的零件。
5.但是，随着金属粉末注射成型技术(mim)的不断发展，其在生产中所面临的瓶颈也不断浮现，特别是一些特殊的产品结构，倒扣无法直接出模，传统加工方法是将无法出模的结构直接预留余量修改至可以直接出模，或者机械加工和放电的方式进行加工，这种加工方式不但使得无法直接出模的倒扣结构生产加工更加复杂繁琐，而且会产生大量的废料，导致对无法直接出模的倒扣结构进行金属粉末注射成型时存在加工成本高、成产周期长的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，包括以下步骤：
9.s1、将填充料pmma置于注射成型机中进行注射，得到注射好的pmma填充胚；
10.s2、将注射好的pmma填充胚，置于模具内进行二次金属粉末注射成型，得到带有pmma填充胚的mim坯体；
11.s3、将带有pmma填充胚的mim坯体置入化学溶液中进行溶解。
12.s4、在将其放入脱脂烧结设备中进行后工序的生产。
13.优选的，在所述步骤s3中，溶解带有pmma填充胚的mim坯体的化学溶液为二氯甲烷溶液和二甲苯溶液。
14.优选的，所述带有pmma填充胚的mim坯体的溶解依次在三个槽体中进行，三个槽体分别为一槽、二槽和三槽。
15.优选的，所述一槽中，溶液为二氯甲烷，在常温环境下溶解带有pmma填充胚的mim坯体，溶解时间为50min、60min或70min
16.优选的，所述二槽中，溶液为二氯甲烷，在常温环境下溶解带有pmma填充胚的mim坯体，溶解时间为40min、60min或70min
17.优选的，所述三槽中，溶液为二甲苯溶液，溶解带有pmma填充胚的mim坯体时将溶液加热至40℃、45℃或50℃，溶解时间为40min、60min或70min。
18.优选的，在所述步骤s3中，在溶解带有pmma填充胚的mim坯体的过程中，保持溶液的浓度范围在70％-90％之间。
19.优选的，在所述步骤s3中，对带有pmma填充胚的mim坯体的溶解过程中，观察溶解中的mim坯体是否存在填充料残料、塌陷、变形、开裂等缺陷；直至pmma填充胚完全消失。
20.本发明的有益效果：
21.通过注射成型机将无法出模的结构单独做成pmma填充胚，再将pmma填充胚放入mim注塑模具中二次注射成型，得到带有pmma填充胚的mim坯体，然后通过溶液溶解，使得溶解掉pmma材料形成的pmma填充胚填，最后进行脱脂烧结即可得到所需的无法出模的倒扣结构，无需再通过机械加工，降低了产品制造成本和生产周期，且所制作的无法出模的倒扣结构表面几乎不存在填充料残渣，且坯体表面也未出现塌陷、粗糙及开裂等缺陷，有效的提升注射成型得到产品的良品率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
23.图1是本发明的工艺流程图；
24.图2是本发明步骤s1中得到的注射好的pmma填充胚的轴侧图；
25.图3是本发明步骤s2中得到的带有pmma填充胚的mim坯体的轴侧图；
26.图4是本发明步轴s2中溶解后得到的mim坯体的轴侧图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，包括以下步骤：
29.步骤s1、将填充料pmma置于注射成型机中进行注射，得到注射好的pmma填充胚；注射好的pmma填充胚如图2所示；
30.步骤s1中，注射成型机是为塑胶注塑的常规机台，为现有技术的设备，按需要照填充的结构设计成一模多腔，极大的缩短了周期、提高了效率、降低了成本且过程可控，调整合适的注射参数(高压、低速、短保压时间)(成型参数见下表一)注射出物缺陷的pmma填充胚如图2，作为填料使用。
[0031][0032]
表一、填充料pmma置于注射成型机中进行注射时的注射参数
[0033]
步骤s2、将注射好的pmma填充胚，置于模具内进行二次金属粉末注射成型，得到带有pmma填充胚的mim坯体；
[0034]
步骤s2中，用于注射喂料坯体的模具也是一模多腔结构，且其结构为二次注射设计，喂料坯体中的倒扣及出不了模的结构就通过填充料包附在填充结构中，再调整注射参数(高压、低速、短保压时间)(成型参数如下表二)将喂料倒入料桶中进行注射，注射出带有pmma填充胚的mim坯体(如图4)。
[0035][0036]
表二、于模具内进行二次金属粉末注射成型的注射参数
[0037]
s3、将带有pmma填充胚的mim坯体置入化学溶液中进行溶解；
[0038]
所述带有pmma填充胚的mim坯体使用溶液分解，此例的分解的环境为二氯甲烷溶液和丙酮溶液，调整槽体溶液参数(浸泡时间、温度)，将其放置在特制的槽体中，分别设为一槽、二槽和三槽，在一槽中。
[0039]
选取六组不同参数的溶液对带有pmma填充胚的mim坯体，每组选用的带有pmma填充胚的mim坯体样品个数为200个，并且计算出溶解后mim坯体表面出现pmma残渣、残留、变形、开裂等缺陷的样本(以下统称缺陷样本)占样本总数的比例。
[0040]
第一组：
[0041]
参数如下：在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解60min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解50min，最后在三槽中加热到50℃的丙酮溶液中进行溶解40min；
[0042]
实验结果如下：缺陷样本的数量为1个，占样本总数的比例为0.5％。
[0043]
第二组：
[0044]
参数如下：在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解50min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解40min，最后在三槽中加热到70℃的丙酮溶液中进行溶解45min；
[0045]
实验结果如下：缺陷样本的数量为3个，占样本总数的比例为1.5％。
[0046]
第三组：
[0047]
参数如下：在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解70min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解60min，最后在三槽中加热到60℃的丙酮溶液中进行溶解50min；
[0048]
实验结果如下：缺陷样本的数量为4个，占样本总数的比例为2％。
[0049]
第四组；
[0050]
参数如下：在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解30min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解30min，最后在三槽中加热到50℃的丙酮溶液中进行溶解40min；
[0051]
实验结果如下：缺陷样本的数量为21个，占样本总数的比例为10.5％
[0052]
第五组：
[0053]
参数如下：在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解60min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解50min，最后在三槽中加热到30℃的丙酮溶液中进行溶解40min；
[0054]
实验结果如下：缺陷样本的数量为18个，占样本总数的比例为9％。
[0055]
第六组：
[0056]
参数如下：在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解20min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解60min，最后在三槽中加热到30℃的丙酮溶液中进行溶解；
[0057]
实验结果如下：缺陷样本的数量为61个，占样本总数的比例为33.5％。
[0058]
对上述六组实验结果和参数进行综合对比，参数为在一槽中，溶解的时间为50、60或70min、溶解的温度为常温、溶解使用的溶液为二氯甲烷溶液、在二槽中，溶解的时间为40、50或60min、溶解的温度常温、溶解所使用的溶液为二氯甲烷溶液、在三槽中，溶解的时间为40、45或50min、溶解的温度加温到50、60或70℃、溶解所使用的溶液为丙酮溶液时(即前三组实验参数)，产生缺陷样本占样本总数的比例更低；
[0059]
其中，第一组中产生缺陷样本占样本总数的比例最低，因此在一槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解60min，再在二槽中的二氯甲烷溶液的常温环境下溶解40min，最后在三槽中加热到50℃的丙酮溶液中进行溶解，是一种较佳实施例，能够得到较为优良的mim坯体，此设计会使得pmma溶解效果理想，可避免溶解后的坯体表面出现pmma残渣、残留、变形、开裂等缺陷，逐步提升生产的经济效益，其溶解参数如下表三。
[0060] 一槽二槽三槽单位阶段时间604045min槽体状态常温常温加热/槽体温度//50℃溶液二氯甲烷二氯甲烷丙酮 [0061]
表三
、
第一组带有pmma填充胚的mim坯体的溶解参数
[0062]
在溶解pmma的过程中，保持溶液的浓度范围在70％-90％之间，随着生产数量增加，溶液浓度降低至一定值需定期添加溶剂，以避免溶液浓度降低影响溶解速率。
[0063]
在产品量产的过程中，随着生产数量增多，一槽溶液浓度逐渐降低，会导致个别产品溶解不充分，因此再通过二槽中进行溶解，可确保产品溶解的充分性，以保证产品品质的稳定性。
[0064]
在溶解带有pmma填充胚的mim坯体的同时，观察带有pmma填充胚的mim坯体是否存在填充料残料、塌陷、变形、开裂等缺陷；对存在存在填充料残料、塌陷、变形、开裂等缺陷的mim坯体进行剔除，充分溶解直至pmma完全消失，从而获得所需的产品结构，溶解后得到的mim坯体如图3所示。
[0065]
s4、在将其放入脱脂烧结设备中进行后工序的生产。
[0066]
脱脂烧结后的mim坯体经过特定的检测设备检测其特征，发现经过上述一系列设计得到的mim件注塑坯体表面几乎不存在填充料残渣，且坯体表面也未出现塌陷、粗糙及开裂等缺陷。
[0067]
与相关技术相比较，本发明提供的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺具有如下有益效果：
[0068]
通过注射成型机将无法出模的结构单独做成pmma填充胚，再将pmma填充胚放入mim注塑模具中二次注射成型，得到带有pmma填充胚的mim坯体，然后通过溶液溶解，使得溶解掉pmma材料形成的pmma填充胚填，最后进行脱脂烧结即可得到所需的无法出模的倒扣结构，无需再通过机械加工，降低了产品制造成本和生产周期，且所制作的无法出模的倒扣结构表面几乎不存在填充料残渣，且坯体表面也未出现塌陷、粗糙及开裂等缺陷，有效的提升注射成型得到产品的良品率。
[0069]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、将填充料pmma置于注射成型机中进行注射，得到注射好的pmma填充胚；s2、将注射好的pmma填充胚，置于模具内进行二次金属粉末注射成型，得到带有pmma填充胚的mim坯体；s3、将带有pmma填充胚的mim坯体置入化学溶液中进行溶解；s4、溶解后将其放入脱脂烧结设备中进行后工序的生产。2.根据权利要求1所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，在所述步骤s3中，溶解带有pmma填充胚的mim坯体的化学溶液为二氯甲烷溶液和二甲苯溶液。3.根据权利要求2所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，所述带有pmma填充胚的mim坯体的溶解依次在三个槽体中进行，三个槽体分别为一槽、二槽和三槽。4.根据权利要求3所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，所述一槽中，溶液为二氯甲烷，在常温环境下溶解带有pmma填充胚的mim坯体，溶解时间为50min、60min或70min。5.根据权利要求3所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，所述二槽中，溶液为二氯甲烷，在常温环境下溶解带有pmma填充胚的mim坯体，溶解时间为40min、60min或70min。6.根据权利要求3所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，所述三槽中，溶液为二甲苯溶液，溶解带有pmma填充胚的mim坯体时将溶液加热至40℃、45℃或50℃，溶解时间为40min、60min或70min。7.根据权利要求3-6中任一项所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，在所述步骤s3中，在溶解带有pmma填充胚的mim坯体的过程中，保持溶液的浓度范围在70％-90％之间。8.根据权利要求1中所述的一种基于pmma材质填充的粉末冶金工艺，其特征在于，在所述步骤s3中，对带有pmma填充胚的mim坯体的溶解过程中，观察溶解中的mim坯体是否存在填充料残料、塌陷、变形、开裂等缺陷；直至pmma填充胚完全消失。

技术总结
本发明涉及粉末注射成型技术领域，具体的是一种基于PMMA材质填充的粉末冶金工艺，本发明包括以下步骤：将填充料PMMA置于注射成型机中进行注射，得到注射好的PMMA填充胚；将PMMA填充胚置于模具内进行二次金属粉末注射成型，得到带有PMMA填充胚的MIM坯体；将MIM坯体置入化学溶液中进行溶解；溶解后将其放入脱脂烧结设备中进行后工序的生产；通过注射成型机将无法出模的结构单独做成PMMA填充胚，再将PMMA填充胚放入MIM注塑模具中二次注射成型，得到带有PMMA填充胚的MIM坯体，然后通过溶液溶解，使得溶解掉PMMA材料形成的PMMA填充胚填，最后进行脱脂烧结即可得到所需的无法出模的倒扣结构，不但无需再通过机械加工，降低了产品制造成本和生产周期。成本和生产周期。成本和生产周期。


技术研发人员：操道垒 骆接文 叶伟平 黄根华
受保护的技术使用者：广东大宏新材料有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/12