[发明专利]一种纯钛粉末注射成形用粘结剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纯钛粉末注射成形用粘结剂及其制备方法和应用，纯钛粉末注射成形用粘结剂按质量百分比计，包括，聚甲醛75～85％、高密度聚乙烯5～15％、石蜡5％、硬脂酸1％、超支化聚酰胺树脂1～5％。使用本发明粘结剂制备的钛粉末喂料流动性好、制备成本低、杂质含量少；脱脂产物为Hsubgt;2/subgt;O和COsubgt;2/subgt;，不污染环境；制备出的注射成形钛制品氧含量低、致密度高、性能稳定，适合注射成形工业化生产。

技术领域

本发明属于粉末冶金注射成形技术领域，具体涉及到一种纯钛粉末注射成形用粘结剂及其制备方法和应用。

背景技术

金属粉末注射成形是一种成熟的近净成形制造工艺，其特征是将粉末冶金与塑料注射成形相结合，利用粉末冶金的特性(例如，低成本，材料利用率高和成分选择灵活)和塑料注射成形的特性(例如，制造复杂零件的能力和快速生产等)来制造中小型复杂零部件，特别适用于大批量生产。注射成形工艺克服了传统粉末冶金对特别复杂零部件的局限性，可以生产薄壁状，螺纹状和空心球状产品。

近年来，纯钛粉末的注射成形工艺也越来越受关注，尤其是在生物钛材料领域，但是适用于纯钛粉末注射成形用的粘结剂却鲜有研究。粘结剂是金属粉末注射成形的核心，主要起着增强流动性与维持生坯形状两方面的作用，粘结剂体系的选择对粉末注射成形工艺有着重大的影响，粘结剂体系若发生改变，则会对金属粉末的分散情况产生影响，也会对粘结剂与金属粉末之间的相互作用产生影响，最终对喂料的流变性能、注射性能和脱脂性能等造成不利影响。由于纯钛的高活泼性，在注射成形纯钛工艺过程中，选择合适的粘合剂体系可在脱脂后留下最少的氧气和残余碳是至关重要的一步。用于纯钛粉末注射成形的粘合剂最重要特征包括但不限于：1)对钛粉末颗粒具有良好的附着力；2)注射温度低；3)脱脂过程中尺寸稳定；4)真空热脱脂后，在较低温度(＜260℃)下完全分解，没有任何残留物；5)不与钛发生化学反应；6)提供足够的生坯强度。由于没有一种单一的粘合剂材料可以满足所有这些标准，因此通常将不同组分的混合物用作粘合剂体系。

聚甲醛基粘结剂属于热塑性粘结剂体系，是该体系的典型粘结剂，聚甲醛基粘结剂压坯强度高，且具有能较好保形性和无相分离等优势。然而，该粘结剂体系现主要的问题是喂料的粘度较高，其流动性较差，因而往往导致注射时出现欠注和开裂等缺陷，同时因其粘度较高会对相关设备有着比较大的磨损，因此对聚甲醛基粘结剂体系进行优化改性，提高其流动性等性能显得尤为重要。

因此，研发一种新的适用于纯钛粉末注射成形用粘结剂成了亟待解决的技术问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的不足，本发明的其中一个目的是提供一种纯钛粉末注射成形用粘结剂的制备方法，所用原料和制备方法简单，制得的该种粘结剂使用后，有利于纯钛粉末的注射成形。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种纯钛粉末注射成形用粘结剂，按质量百分比计，包括，聚甲醛75～85％、高密度聚乙烯5～15％、石蜡5％、硬脂酸1％、超支化聚酰胺树脂1～5％。

作为本发明纯钛粉末注射成形用粘结剂的一种优选方案，其中：按质量百分比计，包括，聚甲醛79～83％、高密度聚乙烯10％、石蜡5％、硬脂酸1％、超支化聚酰胺树脂1～5％。

作为本发明纯钛粉末注射成形用粘结剂的一种优选方案，其中：按质量百分比计，聚甲醛80％、高密度聚乙烯10％、石蜡5％、硬脂酸1％、超支化聚酰胺树脂4％。

本发明的另一个目的是提供纯钛粉末注射成形用粘结剂的制备方法，包括，将聚甲醛、高密度聚乙烯、石蜡、硬脂酸和超支化聚酰胺树脂按质量百分比混合制备。