一種金屬注射成型催化脫脂方法以及催化脫脂爐的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬注射成型催化脫脂方法：將待催化脫脂的產品擺放在催化脫脂爐內，往爐腔內通入加壓的氮氣，向燃燒室中通入壓縮空氣和石油氣，點火燃燒，在排氣口處形成負壓，爐腔內的空氣在氮氣壓力和排氣口負壓的作用下被排出爐腔；通過計量泵向爐腔內通入硝酸，在硝酸的催化作用下，產品中的聚甲醛分解成甲醛，甲醛在燃燒室內與空氣燃燒，生成水和二氧化碳；結束催化脫脂后停止向爐腔內注酸，爐腔內中的廢氣由氮氣排出來；出爐；注酸催化結束后，實時監測產品脫脂率，如果脫脂率合格則進入到下一步沖洗中，如果脫脂率不合格則重新經過注酸催化脫脂。通過精確控制脫脂率，提高了金屬注射成型產品的合格率，相對的降低了成本。
【專利說明】一種金屬注射成型催化脫脂方法以及催化脫脂爐
【技術領域】
[0001]本發明屬于注塑成型領域，涉及一種催化脫脂方法和裝置，具體涉及一種金屬注射成型催化脫脂方法以及催化脫脂爐。
【背景技術】
[0002]金屬注射成型的原料是用塑料、金屬粉末與聚甲醛的混合物制成的，在用上述原料注射成型后需要去除粘結劑，而聚甲醛鏈是重復的碳-氧鍵，聚合物鏈的氧原子對酸的作用很敏感，當其再合適的酸催化劑中，會發生化學反應將大分子聚甲醛分裂成甲醛。催化劑為氣態硝酸，聚合物直接由固體轉化為氣體，小分子甲醛氣體可以通過產品工件的多孔外部區域逸出，因此不會破壞粉末顆粒堆集結構，經過高溫燒結后金屬粉末相互粘合，形成具有固定形狀的致密金屬件。
[0003]目前，常用的金屬注射成型催化脫脂的方法以及與方法配合的催化脫脂爐，一般都是開環控制流程，即需要在整個催化脫脂流程走完之后才能確認脫脂率是否達標，即使出現不達標產品，也無法修正修改流程方法，在生產過程中無法精確控制脫脂率。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種能夠精確控制脫脂率的金屬注射成型催化脫脂方法以及催化脫脂爐。
[0005]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0006]一種金屬注射成型催化脫脂方法，包括以下幾步:
[0007]第一步、沖洗:將待催化脫脂的產品擺放在催化脫脂爐內，關閉爐門，往爐腔內通入加壓的氮氣，向燃燒室中通入壓縮空氣和石油氣，點火燃燒，在排氣口處形成負壓，所述爐腔內的空氣在氮氣壓力和排氣口負壓的作用下被排出所述爐腔；
[0008]第二步、催化:通過計量泵向爐腔內通入氣態硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，產品中的聚甲醛分解成甲醛氣體，甲醛氣體在所述燃燒室內與空氣燃燒，生成水和二氧化碳，排出去；
[0009]第三步、沖洗:結束所述第二步催化脫脂后停止向所述爐腔內注酸，所述爐腔內中的廢氣由氮氣排出來；
[0010]第四步、出爐:打開爐腔結束催化脫脂，拿出產品；
[0011]還包括測試脫脂率，所述第二步注酸催化結束后，實時監測產品脫脂率，如果脫脂率合格則進入到所述第三步中，如果所述脫脂率不合格則返回所述第二步中，重新經過注酸催化脫脂。
[0012]優選的，所述第二步中，向爐腔內注入硝酸時爐腔的溫度為100°c，所述硝酸為98%的硝酸。
[0013]優選的，一種催化脫脂爐，上述的金屬注射成型催化脫脂方法實現基于所述催化脫脂爐，其包括爐本體、與所述爐本體通過管道連接的燃燒室、設置在所述爐本體上的通氣口、以及與所述爐本體連接的計量泵，通過所述通氣口向所述爐本體內通入氮氣，通過所述計量泵向所述爐本體內通入硝酸作為催化劑，所述燃燒室設有進氣口和排氣口，通過所述進氣口向所述燃燒室內通入石油氣和空氣，通過所述排氣口排出水汽、二氧化碳和所述爐本體內部的廢氣。
[0014]優選的，所述爐本體內部為爐腔，所述爐本體的一側設有爐門，在所述爐本體上與所述爐門相對的另一側設有風扇，所述爐本體上還設有重量計量傳感器，所述重量計量傳感器設置在所述爐門內側。
[0015]優選的，所述爐腔內部設有至少一個用于放置產品的工件加工區，所述工件加工區上設有若干用于放置產品的陶瓷載具。
[0016]優選的，所述工件加工區為上下等間距的三層結構，每層所述工件加工區上均設有若干所述陶瓷載具。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018]其一、本發明的方法流程簡單易控制，有效的解決了現有金屬注射成型技術中，在生產過程中無法精確控制脫脂率的缺陷，本方法為閉環控制，在控制程序運行過程中實時監測脫脂率是否達標，能夠精確控制脫脂率。
[0019]其二、通過精確控制脫脂率，提高了金屬注射成型產品的合格率，相對的降低了成本。
[0020]其三、本發明的催化脫脂爐的結構簡單，其上的重量計量傳感器能夠很好的計算脫脂后的產品重量，適合實時監測脫脂率，并且該爐可以在原來的催化脫脂爐的基礎上改進，相對成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本發明方法的流程結構示意圖。
[0023]圖2是催化脫脂爐的示意圖。
[0024]圖3是催化脫脂爐的結構立體結構示意圖。
[0025]其中，1-爐本體，10-爐腔，11-工件加工區，12-陶瓷載具，13-通氣口(通入氮氣)，14-爐門，15-重量計量傳感器，16-風扇，2-燃燒室，21-排氣口，22-空氣，23-石油氣，3-計量泵,4-產品。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0027]如圖1中所示，本實施例公開一種金屬注射成型催化脫脂方法，包括以下幾步:
[0028]第一步、沖洗:將待催化脫脂的產品擺放在催化脫脂爐內，關閉爐門，往爐腔內通入加壓的氮氣，向燃燒室中通入壓縮空氣和石油氣，點火燃燒，在排氣口處形成負壓，上述爐腔內的空氣在氮氣壓力和排氣口負壓的作用下被排出上述爐腔。
[0029]第二步、催化:爐腔內溫度調節到100°C，通過計量泵向爐腔內通入98%氣態硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，產品中的聚甲醛分解成甲醛氣體，甲醛氣體在上述燃燒室內與空氣燃燒，生成水和二氧化碳，排出去。
[0030]第三步、沖洗:結束上述第二步催化脫脂后停止向上述爐腔內注酸，上述爐腔內中的廢氣由氮氣排出來。
[0031]第四步、出爐:打開爐腔結束催化脫脂，拿出產品；
[0032]實現上述金屬注射成型催化脫脂方法是基于一個控制程序流程的，原本的控制程序是開環控制原理，即需要在整個催化脫脂流程走完之后才能確認脫脂率是否達標，即使出現不達標產品，也無法修正修改流程方法，在生產過程中無法精確控制脫脂率。
[0033]為了解決上述缺陷，本實施例中還包括測試脫脂率這步，即上述第二步注酸催化結束后，實時監測產品脫脂率，如果脫脂率合格則進入到上述第三步中，如果上述脫脂率不合格則返回上述第二步中，重新經過注酸催化脫脂。
[0034]其中，脫脂率=(產品脫脂前重量-產品脫脂后重量)/產品脫脂前重量。
[0035]上述的金屬設置成型催化脫脂方法實現是基于催化脫脂爐，如圖2和圖3所示，上述催化脫脂爐主要包括爐本體1、與上述爐本體I通過管道連接的燃燒室2、設置在上述爐本體上的通氣口 13、以及與上述爐本體I連接的計量泵3。
[0036]通過上述通氣口 13向上述爐本體I內通入氮氣,通過上述計量泵3向上述爐本體I內通入硝酸作為催化劑，上述燃燒室設有進氣口和排氣口，通過上述進氣口向上述燃燒室內通入石油氣23和空氣22，通過上述排氣口 21排出水汽、二氧化碳和上述爐本體I內部的廢氣。
[0037]更具的，上述爐本體I內部為爐腔10，上述爐本體I的一側設有爐門14，
[0038]在上述爐本體I上與上述爐門14相對的另一側設有風扇16，上述爐本體I上還設有重量計量傳感器15，上述重量計量傳感器15設置在上述爐門內側。通過上述重量計量傳感器15能夠靈敏的檢測到催化脫脂后產品的重量，實現實時監控產品的脫脂率。
[0039]上述產品4被放置在爐腔10內，在上述爐腔10內部設有至少一個用于放置產品的工件加工區11，上述工件加工區11上設有若干用于放置產品的陶瓷載具13，將上述陶瓷載具13有序的擺放在上述工件加工區11的臺面上，產品4放置在陶瓷載具13上。
[0040]為了提高催化脫脂爐內催化脫脂的效率以及各產品之間互不影響，在上述爐腔10內設置三層工件加工區11，每層上述工件加工區上均設有若干上述陶瓷載具13。
[0041]本發明的催化脫脂原理為:金屬注射成型的塑基原料為:金屬粉末與POM(聚甲醛)的混合物，聚甲醛作為粘結劑，注射成型后需去除粘結劑，聚甲醛鏈的特點是重復的碳-氧鍵，聚合物鏈的氧原子對酸的作用很敏感，當其曝露在合適的酸催化劑中時，化學反應將引起大分子分裂成CH2O(甲醛)；催化劑是氣態硝酸(HN03>98.5% )，聚合物直接由固體轉化為氣體；小的甲醛氣體分子可以通過零件的已是多孔的外部區域而逸出，而不破壞粉末顆粒堆集結構，經高溫燒結后金屬粉末相互粘合，形成具有固定形狀的致密金屬件。
[0042]本發明使用催化脫脂爐的流程為:擺放好產品，關閉爐門，加壓的氮氣通過通氣口源源不斷的通入爐腔，向燃燒室通入壓縮空氣和石油氣，點火燃燒，在排氣口處形成負壓，爐腔內的空氣在氮氣壓力和排氣口負壓作用下被排除爐腔。將爐腔加熱至設定的溫度(約100C), 98 %氣體硝酸通過計量泵進入爐腔，在硝酸催化作用下，產品中的聚甲醛分解成甲醛氣體；甲醛氣體在燃燒室與空氣燃燒，生成水和二氧化碳，然后排出去；停止注酸后爐腔中廢氣再由氮氣排出爐腔，打開爐門，測試脫脂率(脫脂率=(脫脂前重-脫脂后重)/脫脂前重)。
[0043]本發明的方法流程簡單易控制，有效的解決了現有金屬注射成型技術中，
[0044]在生產過程中無法精確控制脫脂率的缺陷，本方法為閉環控制，在控制程序運行過程中實時監測脫脂率是否達標，能夠精確控制脫脂率。
[0045]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種金屬注射成型催化脫脂方法，包括以下幾步: 第一步、沖洗:將待催化脫脂的產品擺放在催化脫脂爐內，關閉爐門，往爐腔內通入加壓的氮氣，然后再向燃燒室中通入壓縮空氣和石油氣，點火燃燒，在排氣口處形成負壓，所述爐腔內的空氣在氮氣壓力和排氣口負壓的作用下被排出所述爐腔； 第二步、催化:通過計量泵向爐腔內通入氣態硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，產品中的聚甲醛分解成甲醛氣體，甲醛氣體在所述燃燒室內與空氣燃燒，生成水和二氧化碳，排出去； 第三步、沖洗:結束所述第二步催化脫脂后停止向所述爐腔內注酸，所述爐腔內中的廢氣由氮氣排出來； 第四步、出爐:打開爐腔結束催化脫脂，拿出產品； 其特征在于，還包括測試脫脂率，所述第二步注酸催化結束后，實時監測產品脫脂率，如果脫脂率合格則進入到所述第三步中，如果所述脫脂率不合格則返回所述第二步中，重新經過注酸催化脫脂。
2.根據權利要求1所述的一種金屬注射成型催化脫脂方法，其特征在于，所述第二步中，向爐腔內注入硝酸時爐腔的溫度為100°C，所述硝酸為98%的硝酸。
3.一種催化脫脂爐，權利要求2所述的金屬注射成型催化脫脂方法實現基于所述催化脫脂爐，其特征在于，其包括爐本體、與所述爐本體通過管道連接的燃燒室、設置在所述爐本體上的通氣口、以及與所述爐本體連接的計量泵，通過所述通氣口向所述爐本體內通入氮氣，通過所述計量泵向所述爐本體內通入硝酸作為催化劑，所述燃燒室設有進氣口和排氣口，通過所述進氣口向所述燃燒室內通入石油氣和空氣，通過所述排氣口排出水汽、二氧化碳和所述爐本體內部的廢氣。
4.根據權利要求3所述的一種催化脫脂爐，其特征在于，所述爐本體內部為爐腔，所述爐本體的一側設有爐門，在所述爐本體上與所述爐門相對的另一側設有風扇，所述爐本體上還設有重量計量傳感器，所述重量計量傳感器設置在所述爐門內側。
5.根據權利要求4所述的一種催化脫脂爐，其特征在于，所述爐腔內部設有至少一個用于放置產品的工件加工區，所述工件加工區上設有若干用于放置產品的陶瓷載具。
6.根據權利要求5所述的一種催化脫脂爐，其特征在于，所述工件加工區為上下等間距的三層結構，每層所述工件加工區上均設有若干所述陶瓷載具。
【文檔編號】B22F3/22GK104325144SQ201410584221
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】張克峰 申請人:福立旺精密機電(中國)有限公司