MIM模具和MIM产品成型方法

技术领域

本发明涉及模具技术领域，具体涉及一种MIM模具和MIM产品成型方法。

背景技术

MIM为金属注射成形，是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂，再对脱脂坯进行烧结。相关技术中，在MIM模具中防止内部结构件可使得MIM工件内部成型处所需要的结构，但是对于一些在内部结构件上难以设置定位特征，在尤其对于一些内部为封闭或近乎封闭的MIM工件，内部结构件无法定位或定位效果差，使得生产的MIM工件的内部形状不符合要求。发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种MIM模具和MIM产品成型方法。

本发明的实施例的MIM产品成型方法，包括以下步骤：

A)将内部结构件放置在MIM模具的型腔内，利用定位件将所述内部结构件定位在所述MIM模具的型腔的预设位置；

B)将熔融状态的MIM喂料注射至所述型腔内，当所述型腔被所述MIM喂料填充的部分的体积和所述型腔的体积之比大于等于预设值后，使所述定位件脱离所述内部结构件且退出所述型腔；

C)继续向所述型腔内注射所述MIM喂料直至所述MIM喂料充满所述型腔，以便得到包覆有所述内部结构件的MIM喂料工件；和

D)去除所述MIM喂料工件内的粘接剂和所述内部结构件，以便得到MIM工件。

因此，根据本发明实施例的MIM产品成型方法具有便于对多种形状的内部结构件进行定位，进而便于生产具有多种形状内部结构的工件。

在一些实施例中，所述定位件包括第一退位针，在所述步骤A)中，将所述第一退位针抵靠在所述内部结构件上，以便将所述内部结构件定位在所述MIM模具的型腔的预设位置。

在一些实施例中，利用所述第一退位针将所述内部结构件压制在所述型腔的壁面上，以便将所述内部结构件定位在所述MIM模具的型腔的预设位置。

在一些实施例中，所述第一退位针为多个；

在所述步骤A)中，利用多个所述第一退位针中的一部分过盈配合在所述内部结构件的孔内，以便将所述内部结构件定位在所述MIM模具的型腔的预设位置，利用多个所述第一退位针中的剩余部分抵靠在位于所述预设位置的所述内部结构件上；

在所述步骤B)中，当所述型腔被所述MIM喂料填充的部分的体积和所述型腔的体积之比大于等于预设值后，使所述第一退位针中的所述一部分脱离所述内部结构件后，然后所述第一退位针中的所述剩余部分脱离所述内部结构件。

在一些实施例中，所述定位件包括第一退位针和第二退位针，在所述步骤A)中，所述内部结构件夹持在所述第一退位针和所述第二退位针之间，以便将所述内部结构件定位在所述MIM模具的型腔的预设位置。

在一些实施例中，在所述步骤B)中，当所述型腔被所述MIM喂料填充的部分的体积和所述型腔的体积之比大于等于预设值后，暂停注射所述MIM喂料预设时间，然后使所述定位件脱离所述内部结构件且退出所述型腔。

在一些实施例中，暂停注射所述MIM喂料的时间大于等于0.01秒且小于等于10秒。

在一些实施例中，在所述步骤B)中，当所述型腔被所述MIM喂料填充的部分的体积和所述型腔的体积之比在60％至99％的范围内时，使所述定位件脱离所述内部结构件且退出所述型腔；

可选的，当所述型腔被所述MIM喂料填充的部分的体积和所述型腔的体积之比在85％至98％的范围内时，使所述定位件脱离所述内部结构件且退出所述型腔。

本发明还提出了一种MIM模具，包括：

动模和定模，所述定模与所述动模配合形成型腔，所述定模和所述动模中的至少一者具有第一退位孔，所述第一退位孔与所述型腔连通，所述第一退位孔的延伸方向为第一方向；和

定位件，所述定位件包括第一退位针，所述第一退位针能够穿过所述第一退位孔，所述第一退位针能够沿所述第一方向在第一定位位置和第一脱离位置之间移动，位于所述第一定位位置的所述第一退位针伸入所述型腔内且将内部结构件定位在所述型腔的预设位置，位于所述第一脱离位置的所述第一退位针退出所述型腔。

在一些实施例中，所述定模和所述动模中的至少一者具有第二退位孔，所述第二退位孔与所述型腔连通，所述第二退位孔的延伸方向为所述第一方向，所述第一退位孔和所述第二退位孔在所述第一方向上相对设置；

所述定位件还包括第二退位针，所述第二退位针能够穿过所述第二退位孔，所述第二退位针能够沿所述第一方向在第二定位位置和第二脱离位置之间移动，位于所述第二定位位置的所述第二退位针伸入所述型腔内，位于所述脱离位置的所述第二退位针退出所述型腔，位于所述第一定位位置的所述第一定位针和位于所述第二定位位置的所述第二退位针将所述内部结构件夹持在所述第一退位针和所述第二退位针之间，以便将所述内部结构件定位在所述型腔的预设位置。

附图说明

图1是根据本发明实施例的MIM模具的示意图。

附图标记：

MIM模具100，型腔1，第一退位孔2，第一退位针3，内部结构件4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的MIM模具100和本发明实施例的MIM产品成型方法。

根据本发明实施例的MIM产品成型方法包括以下步骤：

A)将内部结构件4放置在MIM模具100的型腔1内，利用定位件将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置。

B)将熔融状态的MIM喂料注射至型腔1内，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比大于等于预设值后，使定位件脱离内部结构件4且退出型腔1。

C)继续向型腔1内注射MIM喂料直至MIM喂料充满型腔1，以便得到包覆有内部结构件4的MIM喂料工件。

D)去除MIM喂料工件内的粘接剂和内部结构件4，以便得到MIM工件。

MIM(金属注射成形)，是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。相关技术中，在MIM模具中防止内部结构件可使得MIM工件内部成型处所需要的结构，但是对于一些在内部结构件上难以设置定位特征，内部结构件因无法定位或定位效果差，使得生产的MIM工件的内部形状不符合要求。

根据本发明实施例的MIM产品成型方法通过将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置，从而可使得成型的MIM工件的内部为内部结构件4(MIM工件所需要)的形状，进而可高效生产出具有复杂内部形状的零件。且将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置的定位件在注射MIM喂料的过程中退出型腔1，也就是说，定位件可为内部结构件4进行定位且不影响MIM工件的内部结构，尤其对于一些内部为封闭或近乎封闭的工件，与该工件配合的内部结构件4上无法设置定位特征，由此通过在内部结构件4上设置定位特征而对内部结构件4进行定位的方式无法实施，而本发明实施例的MIM产品成型方法的内部结构件4的定位是依靠定位件，从而使得多种形状的内部结构件4均可利用定位件进行定位。

因此，根据本发明实施例的MIM产品成型方法具有便于对多种形状的内部结构件4进行定位，进而便于生产具有多种形状内部结构的工件。

如图1所示，本发明还提出了一种MIM模具100，下面结合根据本发明实施例的MIM模具100来具体说明根据本发明实施例的MIM产品成型方法。

根据本发明实施例的MIM模具100包括动模、定模和定位件。

定模与动模配合形成型腔1。定模和动模中的至少一者具有第一退位孔2，第一退位孔2与型腔1连通，第一退位孔2的延伸方向为第一方向。第一方向可以是左右方向，左右方向如图1所示。例如，第一退位孔2沿左右方向延伸。

定位件包括第一退位针3，第一退位针3能够穿过第一退位孔2，第一退位针3能够沿第一方向在第一定位位置和第一脱离位置之间移动。位于第一定位位置的第一退位针3伸入型腔1内且将内部结构件4定位在型腔1的预设位置，位于第一脱离位置的第一退位针3退出型腔1。具体地，第一退位针3沿第一方向延伸，第一退位针3沿第一方向从第一定位位置向第一脱离位置移动的过程为第一退位针3退出型腔1的过程，第一退位针3沿第一方向从第一脱离位置向第一定位位置移动的过程为第一退位针3进入型腔1的过程。

例如，第一定位位置位于第一脱离位置的右侧。位于第一脱离位置的第一退位针3可向右移动伸入型腔1内且抵靠在内部结构件4上，以便将内部结构件4定位在型腔1的预设位置；位于第一定位位置的第一退位针3可向左移动退出型腔1。

在一些实施例中，定模和动模中的至少一者具有第二退位孔，第二退位孔与型腔1连通，第二退位孔的延伸方向为第一方向，第一退位孔2和第二退位孔在第一方向上相对设置。例如，第二退位孔沿左右方向延伸，第一退位孔2和第二退位孔在左右方向上相对设置，第一退位孔2位于第二退位孔的左侧。

定位件还包括第二退位针，第二退位针能够穿过第二退位孔，第二退位针能够沿第一方向在第二定位位置和第二脱离位置之间移动。位于第二定位位置的第二退位针伸入型腔1内，位于脱离位置的第二退位针退出型腔1。具体地，第二退位针沿第一方向延伸，第二退位针沿第一方向从第二定位位置向第二脱离位置移动的过程为第二退位针退出型腔1的过程，第二退位针沿第一方向从第二脱离位置向第二定位位置移动的过程为第一退位针3进入型腔1的过程。且位于第一定位位置的第一定位针和位于第二定位位置的第二退位针将内部结构件4夹持在第一退位针3和第二退位针之间，以便将内部结构件4定位在型腔1的预设位置。

例如，第二定位位置位于第二脱离位置的左侧。位于第二脱离位置的第二退位针可向左移动伸入型腔1内，位于第二定位位置的第二退位针可向右移动退出型腔1。且向左移动伸入型腔1内的第二退位针可与向右移动伸入型腔1内的第一退位针3配合，以便将内部结构件4夹持在第一退位针3和第二退位针之间，从而将内部结构件4定位在型腔1的预设位置。

根据本发明实施例的MIM产品成型方法包括步骤A)、步骤B)、步骤C)和步骤D)。

在步骤A)中，将内部结构件4放置在MIM模具100的型腔1内，利用定位件将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置。具体地，内部结构件4的形状为工件所需的内部形状，内部结构件4在预设位置可使得最后成型的MIM工件具有所需的内部形状。内部结构件4的材料为塑胶材料，内部结构件4的材料包括聚丙烯和聚甲醛树脂中的至少一者，塑胶材料可通过注塑成型得到内部结构件4。定位件可通过抵接或夹持等方式对内部结构件4进行定位。

如图1所示，定位件包括第一退位针3，在步骤A)中，将第一退位针3抵靠在内部结构件4上，以便将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置。

在一些实施例中，利用第一退位针3将内部结构件4压制在型腔1的壁面上，以便将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置。换言之，内部结构件4被夹持在第一退位针3和型腔1的壁面之间。具体地，第一退位针3向第一定位位置移动，使得第一退位针3抵靠在内部结构件4上且将内部结构件4压在型腔1的壁面上，从而使得内部结构件4固定在预设位置。例如，第一退位针3的右端部抵靠在内部结构件4的左端且将内部结构件4压在型腔1的右壁面上，从而使得内部结构件4固定在型腔1的预设位置。

在一些实施例中，第一退位针3为多个。

在步骤A)中，利用多个第一退位针3中的一部分过盈配合在内部结构件4的孔内，以便将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置，利用多个第一退位针3中的剩余部分抵靠在位于预设位置的内部结构件4上。

在步骤B)中，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比大于等于预设值后，使第一退位针3中的该一部分脱离内部结构件4后，然后第一退位针3中的该剩余部分脱离内部结构件4，从而可防止内部结构件4移动。

例如，第一退位针3包括边缘第一退位针和中心第一退位针，在步骤A)中，利用中心第一退位针过盈配合在内部结构件4的孔内，以便将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置，利用边缘第一退位针抵靠在位于预设位置的内部结构件4上。在步骤B)中，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比大于等于预设值后，使中心第一退位针脱离内部结构件4后，然后边缘第一退位针脱离内部结构件4。

在一些实施例中，定位件还包括第一退位针3和第二退位针，在所述步骤A)中，内部结构件4夹持在第一退位针3和第二退位针之间，以便将内部结构件4定位在MIM模具100的型腔1的预设位置。内部结构件4夹持在第一退位针3和第二退位针之间的方式适用于多种类型的内部结构件4，从而使得多种形状的内部结构件4均可利用第一退位针3和第二退位针进行定位。

例如，第一退位针3和第二退位针均具有多个，多个第一定位针向右移动，多个第二定位针向左移动可将圆形等具有弧面的内部结构件4进行夹持，以便对内部结构件4进行定位。

在步骤B)中，将熔融状态的MIM喂料注射至型腔1内，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比大于等于预设值后，使定位件脱离内部结构件4且退出型腔1。具体地，MIM喂料包括金属粉末和粘接剂，粘接剂包括聚甲醛树脂，熔融状态的MIM喂料便于填充型腔1并进行成型。当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比大于等于预设值后，型腔1内的MIM喂料成型并可对内部结构件4进行定位，此时无需再利用定位件对内部结构件4进行定位，此刻定位件脱离内部结构件4且退出型腔1不会对MIM工件的内部结构产生干扰。

在一些实施例中，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比在60％至99％的范围内时，使定位件脱离内部结构件4且退出型腔1。当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比在60％至99％的范围内时，型腔1内的MIM喂料大体在成型后可大体对内部结构件4进行定位，无需定位件进行定位，此刻定位件脱离内部结构件4且退出型腔1不会对MIM工件的内部结构产生干扰。

在一些实施例中，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比在85％至98％的范围内时，使定位件脱离内部结构件4且退出型腔1。当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比在85％至98％的范围内时，可进一步保证型腔1内的MIM喂料成型后可对内部结构件4进行定位。

在一些实施例中，当型腔1被MIM喂料填充的部分的体积和型腔1的体积之比大于等于预设值后，暂停注射MIM喂料预设时间，然后使定位件脱离内部结构件4且退出型腔1。暂停注射MIM喂料预设时间可保证型腔1内的MIM喂料成型并对内部结构件4进行定位。

在一些实施例中，暂停注射MIM喂料的时间大于等于0.01秒且小于等于10秒。在大于等于0.01秒且小于等于10秒的时间范围内可使得型腔1内的MIM喂料成型并对内部结构件4进行定位。

在步骤C)中，继续向型腔1内注射MIM喂料直至MIM喂料充满型腔1，以便得到包覆有内部结构件4的MIM喂料工件。MIM喂料工件与内部结构件4为一体，并一同从型腔1中取出。

在步骤D)中，去除MIM喂料工件内的粘接剂和内部结构件4，以便得到MIM工件。具体地，对从型腔1中取出的MIM喂料工件进行修边、脱脂、烧结、溜光、喷砂和整型等步骤，以便得到合格的MIM工件。粘接剂中的聚甲醛树脂和内部结构件4在脱脂过程中气相分解掉，粘接剂中的耐酸粘接剂组分可在烧结的过程中脱除。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。