CN107377977A - 一种mim工艺制作手机卡托的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MIM工艺制作手机卡托的方法和设备，该方法在使用注射机向模具内注射MIM喂料时，将注射机炮筒至少分成四个区，对每个区分别进行温度控制，其中一区为注射机炮筒料管最前端射嘴与炮筒法兰处，控制所述一区的温度使所述一区内的喂料呈粘流态，二区为注射机炮筒料管前端靠近炮筒法兰部位处区域，控制所述二区的温度使所述二区内的喂料呈玻璃态，三区为注射机炮筒料管中间部位处区域，控制所述三区的温度使所述三区内的喂料呈高弹态，四区为注射机炮筒料管后端部位处区域，控制所述四区的温度使所述四区内的喂料呈高弹态。本发明能够显著提升产品良率，降低生产成本与生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种MIM(金属粉末注射成型)工艺制作手机卡托的方法。
背景技术
随着社会科技的不断进步与全球工业化的蓬勃发展，粉末冶金由于其诸多优点，行业发展迅速，其技术已被广泛应用于军事、交通、机械、电子、航天、航空等领域。
MIM工艺制作的手机卡托是整个MIM行业的主要产品之一，市场份额高,出货量大，由于手机卡托属于使用在IT消费类电子产品中的高精密零部件，外观尺寸要求均较高，因MIM喂料是由多种高分子材料与金属粉末混炼而成，传统的塑料注射成型工艺无法满足MIM产品要求，目前卡托生产工艺不稳定，产品一次良率低，生产稳定性差，烧结尺寸大的大小的小，问题的源头均在于，产品毛胚成型制程时，受现有模具、成型机台以及工艺参数的影响，产品在注射过程中容易产生各种成型缺陷，影响产品良率，增加生产成本。
MIM注射喂料是通过5-10种不同熔融温度的高分子材料跟金属粉末加热后均匀混合在一起的，此喂料在熔融状态下，不宜长时间保温与过度压缩。
传统方法只是用固定的一组参数控制注射机射料，没有参考产品流道与型腔的体积来设置射料参数，容易造成产品内部型腔压力不均匀，影响产品不同部位密度的一致性。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种MIM工艺制作手机卡托的方法和设备。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种MIM工艺制作手机卡托的方法，在使用注射机向模具内注射MIM喂料时，将注射机炮筒至少分成四个区，对每个区分别进行温度控制，其中一区为注射机炮筒料管最前端射嘴与炮筒法兰处，控制所述一区的温度使所述一区内的喂料呈粘流态，二区为注射机炮筒料管前端靠近炮筒法兰处区域，控制所述二区的温度使所述二区内的喂料呈玻璃态，三区为注射机炮筒料管中间部位处区域，控制所述三区的温度使所述三区内的喂料呈高弹态，四区为注射机炮筒料管后端部位处区域，控制所述四区的温度使所述四区内的喂料呈高弹态。
进一步地：
所述一区的温度控制在180℃-200℃，所述二区的温度控制在170℃-180℃，所述三区的温度控制在165℃-170℃，所述四区的温度控制在155℃-165℃。
注射过程包括第一注射阶段、第二注射阶段和保压控制阶段，所述第一注射阶段控制注射机射料到模具的产品型腔的进胶口处以完成整个流道充填过程；所述第二注射阶段控制注射机射料到模具的产品型腔内并完成整个产品80％以上充填过程；所述保压控制阶段完成产品型腔的剩余充填过程；其中控制所述第一注射阶段的注射速度以避免喂料分解，控制所述保压控制阶段的注射速度以便于产品型腔排气，所述第二注射阶段的注射速度大于所述第一注射阶段和所述保压控制阶段的注射速度。
整个注射过程中注射机螺杆的推进距离为52mm，其中在所述第一注射阶段，注射机螺杆的推进速度为10mm/s,压力为1500bar，推进距离为12mm。
整个注射过程中注射机螺杆的推进距离为52mm，其中在所述第二注射阶段，注射机螺杆的推进速度为25mm/s,压力为1800bar，推进距离为30mm。
所述保压控制阶段包括三个操作段，注射机螺杆的推进速度均为6mm/s，在第一操作段，压力为1000bar，操作时间为0.5s；在第二操作段，压力为800bar，操作时间为0.4s,在第二操作段，压力为600bar，操作时间为0.2s。
一个注射过程完成后实际残留喂料量为2mm,冷却时间为5s。
所述52mm包括螺杆不旋转但螺杆整体往后退而产生的2mm的泄压距离。
在MIM喂料熔融、储料过程中，在注射机射嘴不冒料的情况下，通过螺杆止逆环的不断压缩来排除熔融喂料中的空气。
一种使用所述的方法制作手机卡托的MIM设备，包括注射机和安装有热机嘴的卡托模具，所述注射机的射嘴将喂料注射到所述热机嘴中，所述热机嘴通过所述卡托模具内的流道连通至所述卡托模具内的产品型腔，所述卡托模具内的流道表面、所述热机嘴的流道表面、所述射嘴的流道表面中的至少一者上具有用于提升流道光滑度的碳化铬镀膜。
本发明的有益效果：
本发明对MIM工艺制作手机卡托的方法进行了工艺上的优化，有效克服了传统方法导致注射成型产品缺陷的问题，能够显著提升产品良率，降低生产成本与生产效率。
本发明在MIM设备流道表面设置镀膜，能够显著提升流道光滑度，降低喂料通过流道时的摩擦系数，有效地促进熔融喂料的流动性，有效地控制喂料高温高压注射通过流道过程中的摩擦发热分解，避免造成产品密度不均匀、起皮、黑纹、缺料等等不良。
附图说明
图1为本发明一种实施例中所用的注射机的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1，在一种实施例中，一种MIM工艺制作手机卡托的方法，在使用注射机向模具内注射MIM喂料时，将注射机炮筒至少分成四个区，对每个区分别进行温度控制，其中一区为注射机炮筒料管最前端射嘴与炮筒法兰处1，控制所述一区的温度使所述一区内的喂料呈粘流态，二区为注射机炮筒料管前端靠近炮筒法兰处区域2，控制所述二区的温度使所述二区内的喂料呈玻璃态，三区为注射机炮筒料管中间部位处区域3，控制所述三区的温度使所述三区内的喂料呈高弹态，四区为注射机炮筒料管后端部位处区域4，控制所述四区的温度使所述四区内的喂料呈高弹态。
在优选实施例中，所述一区的温度控制在180℃-200℃，所述二区的温度控制在170℃-180℃，所述三区的温度控制在165℃-170℃，所述四区的温度控制在155℃-165℃。
在优选实施例中，注射过程包括第一注射阶段、第二注射阶段和保压控制阶段，所述第一注射阶段控制注射机射料到模具的产品型腔的进胶口处以完成整个流道充填过程；所述第二注射阶段控制注射机射料到模具的产品型腔内并完成整个产品80％以上充填过程；所述保压控制阶段完成产品型腔的剩余充填过程；其中控制所述第一注射阶段的注射速度以避免喂料分解，控制所述保压控制阶段的注射速度以便于产品型腔排气，所述第二注射阶段的注射速度大于所述第一注射阶段和所述保压控制阶段的注射速度。
在优选实施例中，整个注射过程中注射机螺杆的推进距离为52mm，其中在所述第一注射阶段，注射机螺杆的推进速度为10mm/s,压力为1500bar，推进距离为12mm。
在优选实施例中，整个注射过程中注射机螺杆的推进距离为52mm，其中在所述第二注射阶段，注射机螺杆的推进速度为25mm/s,压力为1800bar，推进距离为30mm。
在优选实施例中，所述保压控制阶段包括三个操作段，注射机螺杆的推进速度均为6mm/s，在第一操作段，压力为1000bar，操作时间为0.5s；在第二操作段，压力为800bar，操作时间为0.4s,在第二操作段，压力为600bar，操作时间为0.2s。
在优选实施例中，一个注射过程完成后实际残留喂料量为2mm,冷却时间为5s。
在优选实施例中，所述52mm包括螺杆不旋转但螺杆整体往后退而产生的2mm的泄压距离。
注射速度按不同阶段进行控制：
与传统方法只是用固定的一组参数控制注射机射料不同，本发明实施例的喂料注射工艺分为三个阶段(第一注射阶段、第二注射阶段和保压控制阶段)，分别以慢速-中慢速-慢速三组注射速度参数来射料。针对喂料刚出来时前面有冷料，流动性差，快速注射容易分解的情况，采用慢速射料；待喂料成功到达产品胶口以后(前端冷料也已被冷料井全部收容)适度加快充填速，采用中慢速射料；当产品已经充填完成80％以上时，再次采用慢速射料，放慢充填速度，从而便于型腔排气。
本发明实施例中采用背压控制：在保证螺杆储料时射嘴不冒料的情况下，控制背压尽可能地大，通过储料时螺杆止逆环的不断压缩，来尽量排除熔融喂料中的空气。
本发明实施例中采用余料量控制：完成产品整个注射工艺流程后，对剩余在炮筒混炼腔内的余料量，为防止长时间高温滞留分解，控制余料量在保证产品注射用料的前提下，尽可能地少。
实例
1.选用阿博格370S射出成型机，将流道镀铬后的卡托模具安装于注射机模座上，根据模具流道直径大小，采用直径相同的镀铬流道注射机射嘴，模具启动预热升温(设定温度120℃)。
2.开启注射机炮筒的加热器进行分区加热，温度设置为，一区185℃、二区175℃、三区165℃、四区155℃。
螺杆装料转速50r/min，装料位置50mm,螺杆后退泄压2mm，螺杆旋转后退装料计量完成位置50mm(以炮筒内最前端止逆环前的计量室处为原点即0mm，50r/min顺时针旋转加50mm长度的料到止逆环前计量室内)。螺杆后退计量室内熔融喂料泄压2mm。加料到50mm后，螺杆不旋转，只是螺杆整体往后面退2mm距离,让螺杆止逆环前计量室的长度从50mm增加2mm到52mm。
3.注射过程
第一注射阶段：注射参数内一段注射控制参数，控制机器射料到产品进胶口处与完成整个流道充填过程；
第二注射阶段：注射参数内二段注射控制参数，控制机器射料到产品型腔并完成整个产品80％以上充填过程；
保压控制阶段：完成产品剩余型腔的充填过程工艺参数。
第一注射阶段参数：速度10mm/s,压力1500bar,位置40m。第一注射阶段为注射机螺杆从52mm处往前移动到40mm处。第二注射阶段注射参数：速度25mm/s,压力1800bar,位置10mm。第二注射阶段为注射机螺杆从40mm处往前移动到10mm处。
第一注射阶段为模具合上后，料管开始射料，螺杆从52mm处以10mm/s往前移动、1500bar的推进压力控制炮筒料管射料到计量室0mm位置处，料管共射出计量室内12mm长度喂料。此参数控制料管往模具里面推进并且注射进去料管内12mm长度喂料到模具型腔。
第二注射阶段，螺杆从40mm处以25mm/S的前进速度、1800bar的推进压力控制炮筒料管射料到计量室10mm位置处。料管共射出计量室内30mm长度喂料。此参数控制料管往模具里面推进并且注射进去料管内30mm长度喂料到模具型腔。
以使用阿博格370S注射机为例，注射射出动作最快可以达到377mm/s,保压速度最快可达到297mm/s。
保压控制阶段分为三段操作：
速度6mm/s，一段压力1000bar时间0.5s；二段压力800bar时间0.4s,三段压力600bar时间0.2s,注射实际残留喂料量为2mm,冷却时间5s,开始生产。
保压参数为第二注射阶段注射完成后开始运行的射料参数，本参数运行的转换点为注射时螺杆位置移动到小于10mm以下时开始运行。此保压参数的运行状态为，速度全部为6mm/s,程序先从一段开始运行，控制螺杆以6mm/s的速度1000bar的压力0.5s的工作时间往前加压推料，结束后程序马上运行第二段保压参数，控制螺杆以6mm/s的速度800bar的压力0.4s的工作时间往前加压推料，结束后程序马上运行第三段保压参数，控制螺杆以6mm/s的速度600bar的压力0.2s的工作时间往前加压推料，时间结束后保压程序完成。
在另一些实施例中，一种使用上述实施例的方法制作手机卡托的MIM设备，包括注射机和安装有热机嘴的卡托模具，所述注射机的射嘴将喂料注射到所述热机嘴中，所述热机嘴通过所述卡托模具内的流道连通至所述卡托模具内的产品型腔，其中，在所述卡托模具内的流道表面、所述热机嘴的流道表面、所述射嘴的流道表面中的至少一者上具有用于提升流道光滑度的碳化铬镀膜。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种MIM工艺制作手机卡托的方法，其特征在于,在使用注射机向模具内注射MIM喂料时，将注射机炮筒至少分成四个区，对每个区分别进行温度控制，其中一区为注射机炮筒料管最前端射嘴与炮筒法兰处，控制所述一区的温度使所述一区内的喂料呈粘流态，二区为注射机炮筒料管前端靠近炮筒法兰处区域，控制所述二区的温度使所述二区内的喂料呈玻璃态，三区为注射机炮筒料管中间部位处区域，控制所述三区的温度使所述三区内的喂料呈高弹态，四区为注射机炮筒料管后端部位处区域，控制所述四区的温度使所述四区内的喂料呈高弹态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于,所述一区的温度控制在180℃-200℃，所述二区的温度控制在170℃-180℃，所述三区的温度控制在165℃-170℃，所述四区的温度控制在155℃-165℃。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于,注射过程包括第一注射阶段、第二注射阶段和保压控制阶段，所述第一注射阶段控制注射机射料到模具的产品型腔的进胶口处以完成整个流道充填过程；所述第二注射阶段控制注射机射料到模具的产品型腔内并完成整个产品80％以上充填过程；所述保压控制阶段完成产品型腔的剩余充填过程；其中控制所述第一注射阶段的注射速度以避免喂料分解，控制所述保压控制阶段的注射速度以便于产品型腔排气，所述第二注射阶段的注射速度大于所述第一注射阶段和所述保压控制阶段的注射速度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于,整个注射过程中注射机螺杆的推进距离为52mm，其中在所述第一注射阶段，注射机螺杆的推进速度为10mm/s,压力为1500bar，推进距离为12mm。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于,整个注射过程中注射机螺杆的推进距离为52mm，其中在所述第二注射阶段，注射机螺杆的推进速度为25mm/s,压力为1800bar，推进距离为30mm。
6.如权利要求3或4或5所述的方法，其特征在于,所述保压控制阶段包括三个操作段，注射机螺杆的推进速度均为6mm/s，在第一操作段，压力为1000bar，操作时间为0.5s；在第二操作段，压力为800bar，操作时间为0.4s,在第二操作段，压力为600bar，操作时间为0.2s。
7.如权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于,一个注射过程完成后实际残留喂料量为2mm,冷却时间为5s。
8.如权利要求3至7任一项所述的方法，其特征在于,所述52mm包括螺杆不旋转但螺杆整体往后退而产生的2mm的泄压距离。
9.如权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于,在MIM喂料熔融、储料过程中，在注射机射嘴不冒料的情况下，通过螺杆止逆环的不断压缩来排除熔融喂料中的空气。
10.一种使用权利要求1至9任一项所述的方法制作手机卡托的MIM设备，包括注射机和安装有热机嘴的卡托模具，所述注射机的射嘴将喂料注射到所述热机嘴中，所述热机嘴通过所述卡托模具内的流道连通至所述卡托模具内的产品型腔，其特征在于,所述卡托模具内的流道表面、所述热机嘴的流道表面、所述射嘴的流道表面中的至少一者上具有用于提升流道光滑度的碳化铬镀膜。
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