MIM 混炼制喂料(Feedstock Compounding)详细说明
核心定义:混炼≠简单搅拌,是在加热 + 强剪切条件下,把超细金属粉末 + 多组分粘结剂体系,做成每一颗粉末都被粘结剂完整润湿包裹、无团聚、流变稳定、粉末装载量均匀的可注射混合料,最后冷却切粒得到喂料颗粒;喂料品质缺陷,后续注射、脱脂、烧结都无法修复。
一、混炼目标
二、原料体系
1)金属粉末
粒度:常规 5~20 μm;μMIM 可到 1~5 μm;主流气雾化球形粉,水雾化不规则粉
关键影响:球形粉堆积密度高、临界装载量更高;不规则粉更容易团聚、粘度上升快
预处理:烘干除水(水分会造成润湿差、气泡、生锈、脱脂鼓包),必要做粉体预分散
2)粘结剂(多组分热塑性体系,工业主流石蜡基 PW 体系,还有 PEG 水溶性体系、POM 催化脱脂体系)
3)粉末装载量(核心参数,体积分数!不是质量)
常规工业窗口:60~63 vol%;球形气雾化粉上限可达 64~65%;不规则水雾化粉多在 58~61%
CPVC 临界装载浓度:粉末刚好紧密堆积、间隙填满粘结剂;实际生产一般取 CPVC (2~3)%
装载过高:粘度暴涨、充模困难、注射压力大、容易磨模
装载过低:粘结剂过多,烧结收缩偏大、收缩离散大、容易变形塌陷、周期变长
三、混炼设备两大路线(批次式 / 连续式)
路线 A:批次式密炼(Z 型桨密炼机、行星捏合机)—— 研发、小批量、配方打样
特点:一锅一料,方便调整配方,扭矩曲线直观;产能低、批次间差异更容易波动
适用:新材料开发、小批量试产、高粘度难混体系(硬质合金、钨合金、钛 MIM)
判断终点依据:扭矩稳定平衡(扭矩曲线走平,不再持续上升),代表分散均匀
路线 B:连续双螺杆挤出机 TSE(量产主力)—— 大批量稳定生产
长径比 L/D:40~60,积木式螺杆组合,可搭配输送段、熔融段、剪切段、真空脱气段、均化段
优势:连续出料、一致性更好、产能大,适合成熟配方规模化喂料生产
难点:加料计量精度要求极高(失重秤控制粉末、各粘结剂组分喂料速率,配比漂移直接报废)
辅助配套:预混机(V 型高速混合机,干粉预混粉末 + 硬脂酸)、冷却水槽、风冷输送、切粒机、振动筛
四、完整工艺流程(标准石蜡基体系,批次密炼版)
粉末 80~100℃烘干 2~4h,去除吸附水;按体积配方精准称重各组份;干粉预混:粉末 + 表面活性剂高速干混 5~15min,先让偶联剂附着粉末表面,减少后续团聚。
密炼腔升温至粘结剂熔融区间(石蜡体系常用 140~170℃,依配方调整)
推荐顺序:先投骨架高分子 → 熔融 → 投入蜡类低分子载体 → 熔融混匀 → 缓慢分批加入金属粉末(严禁一次性大量倒粉,瞬间团聚、包粉夹气)→ 最后补少量助剂、抗氧剂
控温、控转子转速;前期扭矩快速爬升(打散团聚、浸润);持续剪切,同时打开真空脱气(真空度 0.085~0.098MPa)抽出包裹空气;
混炼周期:单批次一般 30~60min,直到扭矩稳定、波动很小,到达平衡态,判定混炼终点。
混炼机理:分散混合(打碎团聚团)+ 分布混合(粉末均匀分散在基体)+ 层流剪切、界面润湿包覆粉末冶金技...
出料为连续料团 / 料条,水冷或风冷快速冷却,防止粘结剂偏析、蜡相上浮分离
送入切粒机切成圆柱状均匀粒子(φ2~4mm,长度 2~5mm);过筛去除细粉、长条连粒;
细粉过多会导致注塑下料不稳、架桥、注射重量漂移。
密封包装,干燥存放;部分配方需要时效熟化再检测流变。
连续双螺杆流程:失重秤同步计量预混粉、颗粒粘结剂、液态助剂 → 主喂料口侧喂料进入螺杆 → 分段升温熔融剪切 → 中段真空脱气 → 口模挤出条状 → 冷却、切粒、筛分
五、关键工艺控制参数
六、喂料出厂必做检测项目(质控)
粉末冶金、金属注射成型、粉末冶金齿轮
光铭集团专注于金属成形技术及耐磨材料的研发制造,主营产品包括金属压制成形及注射成形粉末冶金制品
公司拥有一批高素质人才队伍,创始团队源自国家部级直属科院单位——广州有色金属研究院,具有丰富的的行业从业经验和研发实力,为公司发展提供源源不断的创新动力。公司先后荣获得5项发明专利,30多项实用新型专利,通过IATF16949质量管理体系、ISO9001-2015质量管理体系、ISO14001环境管理体系、知识产权管理体系,并获得国际商标认证,是广东省创新型企业、广州市科技小巨人企业、广东省粉末冶金产业技术创新联盟理事单位、广州市先进粉末冶金集群促进中心发起单位。
广州市光铭金属制品有限责任公司Powered by DedeCMS,Copyright ® 2023-2024