一種催化脫脂設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種催化脫脂設(shè)備，特別涉及一種粉末注射成形產(chǎn)品的催化脫脂設(shè)備。一種催化脫脂設(shè)備，包括放置待脫脂生坯的爐體，爐體內(nèi)設(shè)有加熱裝置、用于承載生坯的承載板，爐壁上開有催化劑入口、惰性保護(hù)氣體入口和脫脂廢氣出口，所述催化劑入口外部連接催化劑泵，脫脂廢氣出口處連接催化脫脂廢氣處理裝置，爐體內(nèi)還裝有負(fù)壓風(fēng)扇，所述催化劑泵和催化劑入口之間、以及惰性保護(hù)氣體入口外部加裝有氣體預(yù)熱裝置。經(jīng)本實(shí)用新型催化脫脂爐脫脂的產(chǎn)品的聚甲醛（POM）脫除率大于95%，注射生坯具有良好的保形性，并且沒有沒裂紋、坍塌、起皮、變形等缺陷。
【專利說明】一種催化脫脂設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種催化脫脂設(shè)備，特別涉及一種粉末注射成形產(chǎn)品的催化脫脂設(shè)備。
技術(shù)背景
[0002]粉末注射成形(Powder Injection Molding,簡(jiǎn)稱PIM)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術(shù)，具有一次成形復(fù)雜形狀制品、產(chǎn)品尺寸精度高、無需機(jī)械加工或只需微量加工、易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和產(chǎn)品性能優(yōu)異的特點(diǎn)，被國(guó)際上譽(yù)為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)。
[0003]PIM的基本工藝步驟是:首先將粉末和粘結(jié)劑在一定溫度下混合成均勻的喂料，經(jīng)制粒后再注射成形制得生坯，獲得的成形坯經(jīng)過脫脂處理后燒結(jié)致密化成為最終成品。
[0004]其中，脫脂是PIM工藝中最困難和最重要的步驟，在脫脂過程中成形坯極易出現(xiàn)會(huì)造成變形、開裂以及成分污染等宏觀缺陷和微觀缺陷，至今粘結(jié)劑的脫脂仍是一個(gè)阻礙PM發(fā)展的嚴(yán)重問題。脫脂方法有熱脫脂、溶劑脫脂、催化脫脂、虹吸脫脂等?，F(xiàn)在注射成形工業(yè)生產(chǎn)上主要應(yīng)用的脫脂方法是熱脫脂、溶劑脫脂和催化脫脂。
[0005]催化脫脂是一種新型快速脫脂工藝，該脫脂方法是利用某些在特定氣氛下可以發(fā)生快速降解的聚合物作為主粘結(jié)劑，使注射生坯在相應(yīng)的氣氛中發(fā)生催化脫脂，其中的主粘結(jié)劑被快速分解脫除，而對(duì)催化氣氛不敏感的輔助粘結(jié)劑仍存留在生坯體中，起到支撐的作用。在脫脂過程中，主粘結(jié)劑在催化劑的作用下直接快速分解成氣體，其脫脂速率是傳統(tǒng)脫脂工藝速率的10?20倍；催化反應(yīng)溫度低于主粘結(jié)劑軟化溫度，在整個(gè)脫脂過程中不會(huì)產(chǎn)生液相，從而避免了變形、坍塌、開裂、起批等脫脂缺陷的產(chǎn)生；同時(shí)，催化脫脂只在氣態(tài)催化劑與固態(tài)粘結(jié)劑的接觸面上進(jìn)行，脫脂從外圍區(qū)域向內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行，脫脂時(shí)產(chǎn)生的氣體可以可以順利逸出，避免了像熱脫脂一樣由于缺乏氣體通道而造成的缺陷。催化脫脂所具有這些優(yōu)異的脫脂特性非常適合于現(xiàn)代化的注射成形連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。催化脫脂工藝所用的設(shè)備參見中國(guó)實(shí)用新型專利ZL 201320130099.8公開的催化脫脂爐，該催化脫脂爐包括爐門、外爐膽、工件架、惰性保護(hù)氣體入口、酸入口、廢氣出口，所述外爐膽外側(cè)或外爐膽內(nèi)側(cè)敷設(shè)有用于對(duì)所述的爐膽進(jìn)行加熱的加熱體，所述外爐膽內(nèi)置有一前開口式內(nèi)爐膽，所述內(nèi)爐膽后側(cè)開有風(fēng)洞口，所述風(fēng)洞口與外爐膽之間置有抽風(fēng)葉片。該實(shí)用新型通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使工件內(nèi)的聚甲醛在加熱狀態(tài)下的酸性氣氛中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而且這種反應(yīng)是從工件的最外層開始反應(yīng)，然后層層滲透至工件的芯部，最終將整個(gè)工件的聚甲醛脫除干凈，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，使用更環(huán)?？煽俊５搶?shí)用新型催化脫脂爐的的爐內(nèi)的催化劑均勻度，溫度的均勻度仍然不夠理想，仍存在一定的脫脂缺陷，產(chǎn)品良率有待提高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種催化更均勻、催化速度更快，催化溫度更均勻的催化脫脂設(shè)備，能夠顯著降低了脫脂缺陷的出現(xiàn)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品良率。[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0008]一種催化脫脂設(shè)備，包括放置待脫脂生坯的爐體，爐體內(nèi)設(shè)有加熱裝置、用于承載生坯的承載板，爐壁上開有催化劑入口、惰性保護(hù)氣體入口和脫脂廢氣出口，所述催化劑入口外部連接催化劑泵，脫脂廢氣出口處連接催化脫脂廢氣處理裝置，爐體內(nèi)還裝有負(fù)壓風(fēng)扇，所述催化劑泵和催化劑入口之間、以及惰性保護(hù)氣體入口外部加裝有氣體預(yù)熱裝置。
[0009]進(jìn)一步的，所述爐體內(nèi)的催化劑入口處連接開設(shè)有多個(gè)小孔的多孔氣體管道。
[0010]進(jìn)一步的，所述爐體內(nèi)的承載板為開有多個(gè)小孔的多孔承載板。
[0011]進(jìn)一步的，所述催化劑泵為陶瓷活塞泵。
[0012]進(jìn)一步的，所述爐體內(nèi)的加熱裝置為設(shè)置于爐體內(nèi)壁的氧化鋁陶瓷加熱片。
[0013]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0014]1、本實(shí)用新型在催化劑氣體入口處和惰性保護(hù)氣體入口處加裝氣體預(yù)熱裝置，室溫(20-30°C)的催化氣體和惰性保護(hù)氣體經(jīng)氣體預(yù)熱裝置后溫度升至70-80°C再進(jìn)入爐內(nèi)，可以保證進(jìn)入催化脫脂爐中的催化劑和保護(hù)氣體的溫度與催化脫脂爐內(nèi)溫度相近，減少氣流對(duì)催化脫脂爐內(nèi)的溫度影響。
[0015]2、本實(shí)用新型在爐體內(nèi)的催化劑入口處連接有開設(shè)多個(gè)小孔的多孔氣體管道，可以讓催化劑氣體緩慢的流入到催化脫脂爐中，以獲得均勻的催化劑氣體濃度，避免了因催化劑不均勻產(chǎn)生的脫脂缺 陷。
[0016]3、本實(shí)用新型的爐體內(nèi)的承載板為開有多個(gè)小孔的多孔承載板，可以讓催化劑氣體充分與注射生坯接觸，同時(shí)利于脫脂過程中粘結(jié)劑分解成的廢氣快速的脫離注射生坯，加快脫脂速度，減少脫脂缺陷的產(chǎn)生。
[0017]4、本實(shí)用新型催化劑泵為陶瓷活塞泵，陶瓷材料抗硝酸氣體的腐蝕能力強(qiáng)，使本實(shí)用新型獲得更長(zhǎng)的使用壽命。
[0018]5、本實(shí)用新型爐體內(nèi)的加熱裝置為設(shè)置于爐體內(nèi)壁的氧化鋁陶瓷加熱片，相對(duì)于現(xiàn)有的用電阻絲來加熱的方式，發(fā)熱更均勻，而且防腐蝕能力更強(qiáng)，使用壽命更長(zhǎng)。
[0019]經(jīng)本實(shí)用新型催化脫脂爐脫脂的產(chǎn)品的聚甲醛(POM)脫除率大于95%，注射生坯具有良好的保形性，并且沒有沒裂紋、坍塌、起皮等缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。
實(shí)施例
[0022]如圖1所示，一種催化脫脂設(shè)備，包括放置待脫脂生坯的爐體1，爐體內(nèi)設(shè)有加熱裝置2、用于承載生坯的承載板3，爐壁上開有催化劑入口 1、惰性保護(hù)氣體入口 5和脫脂廢氣出口 6，所述催化劑入口外部連接催化劑泵7，脫脂廢氣出口處連接催化脫脂廢氣處理裝置8，爐體內(nèi)還裝有負(fù)壓風(fēng)扇9，所述催化劑泵和催化劑入口之間、以及惰性保護(hù)氣體入口外部加裝有氣體預(yù)熱裝置10。本實(shí)施例的氣體預(yù)熱裝置10采用316L不銹鋼或者陶瓷材料做內(nèi)襯，采用氧化鋁陶瓷加熱片作為發(fā)熱體，剛玉外套的K型熱電偶測(cè)量催化劑氣體或惰性保護(hù)氣體溫度，采用溫控儀REX-C700和固態(tài)繼電器來控制溫度。室溫(20-30°C )的催化氣體和惰性保護(hù)氣體經(jīng)氣體預(yù)熱裝置10后溫度升至70-80°C后進(jìn)入爐內(nèi)，可以保證進(jìn)入催化脫脂爐中的催化劑和保護(hù)氣體的溫度與催化脫脂爐內(nèi)溫度相近，減少氣流對(duì)催化脫脂爐內(nèi)的溫度影響。
[0023]為了使進(jìn)入爐體內(nèi)的催化劑更加均勻，爐體內(nèi)的催化劑入口處連接有開設(shè)多個(gè)小孔的多孔氣體管道11。本實(shí)施例采用316L不銹鋼或者氧化鋁陶瓷制備，管道的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)催化脫脂爐的尺寸確定，孔的大小為0.3mm-3mm,孔的間距為孔的直徑的2.0-8.0倍。多孔氣體管道11可以讓催化劑氣體緩慢的流入到催化脫脂爐中，以獲得均勻的催化劑氣體濃度，避免了因催化劑不均勻產(chǎn)生的脫脂缺陷。
[0024]所述爐體內(nèi)的承載板3為開有多個(gè)小孔的多孔承載板。本實(shí)施例的多孔承載板3采用316L不銹鋼或者氧化鋁陶瓷制備，板的尺寸根據(jù)催化脫脂爐的尺寸確定，孔的大小為
0.3mm-3mm,孔的間距為孔的直徑的2.0-8.0倍。多孔的承載板3可以讓催化劑氣體充分與注射生坯接觸，同時(shí)利于脫脂過程中粘結(jié)劑分解成的廢氣快速的脫離注射生坯，加快脫脂速度，減少脫脂缺陷的產(chǎn)生。
[0025]所述催化劑泵為陶瓷活塞泵，陶瓷材料抗硝酸氣體的腐蝕能力強(qiáng)。
[0026]另外，本實(shí)用新型爐體內(nèi)的加熱裝置為設(shè)置于爐體內(nèi)壁的氧化鋁陶瓷加熱片，陶瓷加熱片可布滿爐體內(nèi)壁，陶瓷加熱片相對(duì)于現(xiàn)有的用電阻絲來加熱的方式，發(fā)熱更均勻，而且防腐蝕能力更強(qiáng)，使用壽命更長(zhǎng)。
[0027]另外，催化反應(yīng)爐內(nèi)的負(fù)壓風(fēng)扇使氣氛循環(huán)流動(dòng)，以獲得盡可能均勻的氣體濃度，并有利于熱傳導(dǎo)得到均勻的爐溫；加熱爐子時(shí)由惰性氣體供應(yīng)裝置向爐內(nèi)通N2氣清洗，以避免脫脂時(shí)爐內(nèi)有易爆炸的氣氛，同時(shí)也防止粉末表面氧化；達(dá)到脫脂溫度后，通過催化劑加入裝置-催化劑泵向清洗氣體中定量導(dǎo)入催化劑。根據(jù)不同材料和在爐中的裝載量，調(diào)節(jié)溫度和催化劑濃度，很容易控制脫脂速度；載體氮?dú)庵械慕饩郛a(chǎn)物甲醛在廢氣處理裝置中氧化燃燒。因此，脫脂設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)生坯的催化脫脂功能，并且能處理脫脂產(chǎn)生的廢氣而不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
[0028]本實(shí)施例待脫脂生坯的粉末注射成形配方為:
[0029]粉末(金屬粉末或者陶瓷粉末)75%_88%，高密度聚乙烯:1%_4%，微晶石蠟:2%_5%，聚甲醛(POM):5%-15%。
[0030]催化脫脂工藝參數(shù)為:
[0031]催化劑:硝酸氣體；脫脂溫度:70°C -130°C ;脫脂時(shí)間:1-6小時(shí)。
[0032]經(jīng)本實(shí)施例催化脫脂設(shè)備處理后的生坯的脫脂效果為:聚甲醛(POM)脫除率大于95%，注射生坯具有良好的保形性，并且沒有沒裂紋、坍塌、起皮等缺陷。
[0033]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種催化脫脂設(shè)備，包括放置待脫脂生坯的爐體(1)，爐體內(nèi)設(shè)有加熱裝置(2)、用于承載生坯的承載板(3)，爐壁上開有催化劑入口(4)、惰性保護(hù)氣體入口(5)和脫脂廢氣出口( 6 )，所述催化劑入口外部連接催化劑泵(7 )，脫脂廢氣出口處連接催化脫脂廢氣處理裝置(8)，爐體內(nèi)還裝有負(fù)壓風(fēng)扇(9)，其特征在于:所述催化劑泵和催化劑入口之間、以及惰性保護(hù)氣體入口外部加裝有氣體預(yù)熱裝置(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化脫脂設(shè)備，其特征在于:所述爐體內(nèi)的催化劑入口處連接開設(shè)有多個(gè)小孔的多孔氣體管道(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化脫脂設(shè)備，其特征在于:所述爐體內(nèi)的承載板為開有多個(gè)小孔的多孔承載板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化脫脂設(shè)備，其特征在于:所述催化劑泵為陶瓷活塞泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化脫脂設(shè)備，其特征在于:所述爐體內(nèi)的加熱裝置為設(shè)置于爐體內(nèi)壁的氧化鋁陶瓷加熱片。
【文檔編號(hào)】B22F3/22GK203565861SQ201320795784
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王田軍, 陳彬, 段水亮 申請(qǐng)人:惠州市富濟(jì)電子材料有限公司