用于金屬注射成型原料的粘合劑組合物；包含該粘合劑組合物的金屬注射成型原料；使用該原料的金屬注射成型方法，以及通過該方法所獲得的制品技術

本發明專利技術涉及一種用于注射成型方法的原料，它由可燒結顆粒P和粘合劑組合物B組成，可燒結顆粒P由金屬、金屬合金、金屬陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它們中任何的混合物制成，粘合劑組合物B包含粘合劑聚合物B1、聚合物增容劑B2和任選的脫模劑B3，以及使用該原料的MIM制造方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于金屬注射成型原料的粘合劑組合物；包含該粘合劑組合物的金屬注射成型原料；使用該原料的金屬注射成型方法，以及通過該方法所獲得的制品專利
本專利技術涉及用于金屬注射成型(MIM)的粘合劑組合物，包含該粘合劑組合物的MIM原料，該MIM原料在金屬注射成型方法中的用途，使用該原料的MIM方法以及可由MIM方法或使用MIM原料獲得的制品。專利技術背景金屬注射成型(MIM)是一種技術，通過該技術可由包含可燒結(通常為金屬)顆粒和粘合劑組合物的MIM原料生產復雜形狀的燒結制品。在MIM方法期間，通過注射成型將包含可燒結顆粒和粘合劑組合物的MIM原料形成期望的形狀，形成所謂的“生坯”。隨后除去粘合劑組合物(例如通過熱或催化)以形成所謂的“褐色體(brownbody)”，并燒結該褐色體以將可燒結顆粒的至少一部分表面熔合。由此，獲得了燒結制品。燒結制品可以具有較高的密度，即它們的表觀密度接近于形成可燒結顆粒的塊狀材料的表觀密度，這表明燒結制品的空隙比/孔隙率相對低。通常，在這種方法中使用小顆粒羰基鐵粉。通常也使用其他類型的粉末，例如粒度非常細的氣體霧化和水霧化的鋼或金屬粉末。然而，這些細粉的成本相對高，使得該方法在經濟上不利。為了提高MIM方法的競爭力，希望降低所用粉末的成本。實現此目的的一種方法是使用更便宜、更粗的粉末。然而，粗粉具有比細粉更低的表面能，因此在燒結期間低得多的活性，從而增加了燒結對象中結構缺陷的風險。另一個問題是，較粗和不規則的粉末具有較低的堆積密度，因此原料的最大粉末含量受到限制。粘合劑相由于其相對較高的含量而增加了的成本，并且還可能導致擠出過程中的問題。較低的粉末含量還導致燒結期間較高的收縮率，并且可能導致在生產過程中生產的組件之間出現不可接受的尺寸變化。在許多方面，粘合劑組合物(或簡稱“粘合劑”)是整個方法中非常重要的一部分，必須滿足多個條件。粘合劑必須能夠摻入大量可燒結顆粒(例如細金屬、金屬合金或陶瓷粉末)，通常60體積％或更多。它還必須能夠形成可在升高的溫度下塑化和注射成型的凝聚塊。此外，必須在相當短的環境友好的過程中除去主要的粘合劑成分。粘合劑還必須在通過“骨架粘合劑(backbonebinder)”脫脂后提供足夠的強度。它應以易于裝入注塑機的形式提供，例如：呈規則的顆粒狀，并且批次之間應具有一致、均勻的性質。MIM技術的發展在很大程度上是粘合劑組合物和相應的脫脂技術的發展。這一發展可以追溯到1970年代末，RaymondWiech發現了MIM方法的基礎專利技術的潛力，直到1990年代初，該技術開始工業化。許多不同類型的粘合劑用于MIM方法中。至少有四種通用類型的粘合劑用于MIM中，其中大多數是聚合物，其特征如下：熱塑性化合物、熱固性化合物、水基體系和無機物。然而，所有這些都有各種缺點。包括但不限于原料中各種材料之間的偏析，低熔體流動指數導致注射成型方法中出現問題，無法形成基本不含空隙的連續凝聚相和/或使用粗金屬粉末有困難。現有技術粘合劑的另一個缺點可能是由于粘合劑相的強度或凝聚力不足而難以制造大型組件。仍需要不具有或僅具有較少上述缺點的粘合劑組合物，或至較小程度。專利技術目的本專利技術的一個目的是提供一種用于金屬注射成型原料的粘合劑組合物，其具有以下性質和/或優點。本專利技術的一個目的是提供一種適用于MIM方法的新型組合物。本專利技術的一個目的是提供一種用于MIM原料的粘合劑組合物，該粘合劑組合物能夠摻入更大且因此更便宜的可燒結顆粒。本專利技術的另一個目的是提供一種用于MIM原料的粘合劑組合物，該粘合劑組合物能夠在金屬注射成型方法中形成基本上沒有空隙的凝聚相，并且還能夠制造大型部件而沒有結構破壞。本專利技術的另一個目的是提供一種用于MIM原料的粘合劑組合物，其中大量的相對大的可燒結顆粒可以穩定地分散和/或為原料提供良好的流動性。本專利技術的另一個目的是提供一種用于MIM原料的粘合劑，該粘合劑能夠提供具有足夠強度的褐色體，以在不破壞結構的情況下進行處理。本專利技術的又一個目的是提供一種通過MIM方法制備的制品，該制品在密度(無空隙)、不存在或減少偏析和/或制造成本方面優于現有技術制品。
技術實現思路
現已發現，通過仔細選擇粘合劑組合物組分，獲得了用于金屬注射成型的原料的新型粘合劑，其不僅改進了原料性能，而且還改進了注射成型的結果。因此，本專利技術通過以下方式解決了一個或多個上述方面：1.用于注射成型方法的原料，由以下組成：由金屬、金屬合金、金屬陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它們中任何的混合物制成的可燒結顆粒P；和粘合劑組合物B，該粘合劑組合物B包含粘合劑聚合物B1，聚合物增容劑B2，和任選地，脫模劑B3。2.根據第1項所述的原料，其中粘合劑聚合物B1是選自由聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物、聚氧乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物組成的組的一種或多種聚合物，優選選自由聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物和聚氧乙烯共聚物組成的組的一種或多種聚合物。3.根據第1項和第2項中任一項所述的原料，其中粘合劑聚合物增容劑是熱塑性聚合物，其具有或被改性為具有至少一個能夠與可燒結顆粒的表面相互作用的官能團。4.根據第3項所述的原料，其中熱塑性聚合物的改性通過接枝改性進行。5.根據第3項和第4項中任一項所述的原料，其中能夠與金屬顆粒的表面相互作用的官能團選自羥基、醚基、氧代基、酯基、羧酸基、羧酸酐基、硫醇基、酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基和硅烷基。6.根據第1-5項中任一項所述的原料，其中相對于粘合劑組合物B的總重量，聚合物增溶劑B2的量為5-25重量％。7.根據第1-6項中任一項所述的原料，其中存在任選的脫模劑，相對于粘合劑組合物B的總量，脫模劑優選以1-10重量％的量存在。8.根據第1-7項中任一項所述的原料，其中脫模劑選自羧酸酰胺，亞烷基雙酰胺如亞乙基雙硬脂酰胺，根據ASTMD-127熔點為150℃或更低的α-烯烴蠟，優選選自聚乙烯蠟和聚丙烯蠟，醇，優選具有8-30個碳原子的那些，羧酸，優選具有8-30個碳原子的那些，例如硬脂酸或山萮酸，羧酸酯，優選在源自羧酸的結構部分中具有8-30個碳原子且在源自醇的結構部分中具有1-10個碳原子的那些，聚四氫呋喃，氧化聚乙烯，氧化聚丙烯，聚己內酰胺，聚乙二醇，優選具有10000或更低，優選5000或更低，例如2500或更低的重均分子量，纖維素，和具有5-18個碳原子的內酰胺，例如月桂內酰胺。9.根據第1-8項中任一項所述的原料，其中可燒結顆粒P由金屬或金屬合金制成，其中可燒結顆粒優選由選自銅、鐵、鐵基合金和銅基合金，更優選不銹鋼的材料制成。10.根據第1-9項中任一項所述的原料，其中通過激光散射法確定的可燒結顆粒的重均粒徑D50為5-50μm，20-50μm或5-20μm。11.根據第1-10項中任一項所述的原料，其中粘合劑聚合物B1的量為65-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.用于注射成型方法的原料，由可燒結顆粒P和粘合劑組合物B組成：/n可燒結顆粒P由金屬、金屬合金、金屬陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它們中任何的混合物制成；/n粘合劑組合物B包含/n粘合劑聚合物B1；/n聚合物增溶劑B2，和/n任選地，脫模劑B3。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20180515 EP 18172335.41.用于注射成型方法的原料，由可燒結顆粒P和粘合劑組合物B組成：
可燒結顆粒P由金屬、金屬合金、金屬陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它們中任何的混合物制成；
粘合劑組合物B包含
粘合劑聚合物B1；
聚合物增溶劑B2，和
任選地，脫模劑B3。


2.根據權利要求1所述的原料，其中粘合劑聚合物B1是一種或多種選自聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物、聚氧乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的聚合物，優選一種或多種選自聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物和聚氧乙烯共聚物的聚合物。


3.根據權利要求1和2中任一項所述的原料，其中粘合劑聚合物增容劑是具有或被改性為具有至少一個能夠與可燒結顆粒的表面相互作用的官能團的熱塑性聚合物。


4.根據權利要求3所述的原料，其中熱塑性聚合物的改性通過接枝改性進行。


5.根據權利要求3和4中任一項所述的原料，其中能夠與金屬顆粒表面相互作用的官能團選自羥基、醚基、氧基、酯基、羧酸基、羧酸酐基、硫醇基、酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基和硅烷基。


6.根據權利要求1-5中任一項所述的原料，其中相對于粘合劑組合物B的總重量，聚合物增溶劑B2的量為5-25重量％。


7.根據權利要求1-6中任一項所述的原料，其中存在任選的脫模劑，其優選以相對于粘合劑組合物B的總量為1-10重量％的量存在。


8.根據權利要求1-7中任一項所述的原料，其中脫模劑選自羧酸酰胺，亞烷基雙酰胺如亞乙基雙硬脂酰胺，根據ASTMD-127的熔點為160℃或更低的α-烯烴蠟，優選選自聚乙烯蠟和聚丙烯蠟，醇，優選具有8-30個碳原子的那些，羧酸，優選具有8-30個碳原子的那些，例如硬脂酸或山萮酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·阿林，E·倫丁，A·阿爾奎斯特，
申請(專利權)人：霍加納斯股份有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞典;SE