CN104325144A - 一种金属注射成型催化脱脂方法以及催化脱脂炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属注射成型催化脱脂方法：将待催化脱脂的产品摆放在催化脱脂炉内，往炉腔内通入加压的氮气，向燃烧室中通入压缩空气和石油气，点火燃烧，在排气口处形成负压，炉腔内的空气在氮气压力和排气口负压的作用下被排出炉腔；通过计量泵向炉腔内通入硝酸，在硝酸的催化作用下，产品中的聚甲醛分解成甲醛，甲醛在燃烧室内与空气燃烧，生成水和二氧化碳；结束催化脱脂后停止向炉腔内注酸，炉腔内中的废气由氮气排出来；出炉；注酸催化结束后，实时监测产品脱脂率，如果脱脂率合格则进入到下一步冲洗中，如果脱脂率不合格则重新经过注酸催化脱脂。通过精确控制脱脂率，提高了金属注射成型产品的合格率，相对的降低了成本。

Description

一种金属注射成型催化脱脂方法以及催化脱脂炉

技术领域

本发明属于注塑成型领域，涉及一种催化脱脂方法和装置，具体涉及一种金属注射成型催化脱脂方法以及催化脱脂炉。

背景技术

金属注射成型的原料是用塑料、金属粉末与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结剂，而聚甲醛链是重复的碳-氧键，聚合物链的氧原子对酸的作用很敏感，当其再合适的酸催化剂中，会发生化学反应将大分子聚甲醛分裂成甲醛。催化剂为气态硝酸，聚合物直接由固体转化为气体，小分子甲醛气体可以通过产品工件的多孔外部区域逸出，因此不会破坏粉末颗粒堆集结构，经过高温烧结后金属粉末相互粘合，形成具有固定形状的致密金属件。

目前，常用的金属注射成型催化脱脂的方法以及与方法配合的催化脱脂炉，一般都是开环控制流程，即需要在整个催化脱脂流程走完之后才能确认脱脂率是否达标，即使出现不达标产品，也无法修正修改流程方法，在生产过程中无法精确控制脱脂率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够精确控制脱脂率的金属注射成型催化脱脂方法以及催化脱脂炉。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种金属注射成型催化脱脂方法，包括以下几步：

第一步、冲洗：将待催化脱脂的产品摆放在催化脱脂炉内，关闭炉门，往炉腔内通入加压的氮气，向燃烧室中通入压缩空气和石油气，点火燃烧，在排气口处形成负压，所述炉腔内的空气在氮气压力和排气口负压的作用下被排出所述炉腔；

第二步、催化：通过计量泵向炉腔内通入气态硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，产品中的聚甲醛分解成甲醛气体，甲醛气体在所述燃烧室内与空气燃烧，生成水和二氧化碳，排出去；

第三步、冲洗：结束所述第二步催化脱脂后停止向所述炉腔内注酸，所述炉腔内中的废气由氮气排出来；

第四步、出炉：打开炉腔结束催化脱脂，拿出产品；

还包括测试脱脂率，所述第二步注酸催化结束后，实时监测产品脱脂率，如果脱脂率合格则进入到所述第三步中，如果所述脱脂率不合格则返回所述第二步中，重新经过注酸催化脱脂。

优选的，所述第二步中，向炉腔内注入硝酸时炉腔的温度为100℃，所述硝酸为98％的硝酸。

优选的，一种催化脱脂炉，上述的金属注射成型催化脱脂方法实现基于所述催化脱脂炉，其包括炉本体、与所述炉本体通过管道连接的燃烧室、设置在所述炉本体上的通气口、以及与所述炉本体连接的计量泵，通过所述通气口向所述炉本体内通入氮气，通过所述计量泵向所述炉本体内通入硝酸作为催化剂，所述燃烧室设有进气口和排气口，通过所述进气口向所述燃烧室内通入石油气和空气，通过所述排气口排出水汽、二氧化碳和所述炉本体内部的废气。

优选的，所述炉本体内部为炉腔，所述炉本体的一侧设有炉门，在所述炉本体上与所述炉门相对的另一侧设有风扇，所述炉本体上还设有重量计量传感器，所述重量计量传感器设置在所述炉门内侧。

优选的，所述炉腔内部设有至少一个用于放置产品的工件加工区，所述工件加工区上设有若干用于放置产品的陶瓷载具。

优选的，所述工件加工区为上下等间距的三层结构，每层所述工件加工区上均设有若干所述陶瓷载具。

本发明的有益效果是:

其一、本发明的方法流程简单易控制，有效的解决了现有金属注射成型技术中，在生产过程中无法精确控制脱脂率的缺陷，本方法为闭环控制，在控制程序运行过程中实时监测脱脂率是否达标，能够精确控制脱脂率。

其二、通过精确控制脱脂率，提高了金属注射成型产品的合格率，相对的降低了成本。

其三、本发明的催化脱脂炉的结构简单，其上的重量计量传感器能够很好的计算脱脂后的产品重量，适合实时监测脱脂率，并且该炉可以在原来的催化脱脂炉的基础上改进，相对成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明方法的流程结构示意图。

图2是催化脱脂炉的示意图。

图3是催化脱脂炉的结构立体结构示意图。

其中，1-炉本体，10-炉腔，11-工件加工区，12-陶瓷载具，13-通气口(通入氮气)，14-炉门，15-重量计量传感器，16-风扇，2-燃烧室，21-排气口，22-空气，23-石油气，3-计量泵，4-产品。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1中所示，本实施例公开一种金属注射成型催化脱脂方法，包括以下几步：

第一步、冲洗：将待催化脱脂的产品摆放在催化脱脂炉内，关闭炉门，往炉腔内通入加压的氮气，向燃烧室中通入压缩空气和石油气，点火燃烧，在排气口处形成负压，上述炉腔内的空气在氮气压力和排气口负压的作用下被排出上述炉腔。

第二步、催化：炉腔内温度调节到100℃，通过计量泵向炉腔内通入98％气态硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，产品中的聚甲醛分解成甲醛气体，甲醛气体在上述燃烧室内与空气燃烧，生成水和二氧化碳，排出去。

第三步、冲洗：结束上述第二步催化脱脂后停止向上述炉腔内注酸，上述炉腔内中的废气由氮气排出来。

第四步、出炉：打开炉腔结束催化脱脂，拿出产品；

实现上述金属注射成型催化脱脂方法是基于一个控制程序流程的，原本的控制程序是开环控制原理，即需要在整个催化脱脂流程走完之后才能确认脱脂率是否达标，即使出现不达标产品，也无法修正修改流程方法，在生产过程中无法精确控制脱脂率。

为了解决上述缺陷，本实施例中还包括测试脱脂率这步，即上述第二步注酸催化结束后，实时监测产品脱脂率，如果脱脂率合格则进入到上述第三步中，如果上述脱脂率不合格则返回上述第二步中，重新经过注酸催化脱脂。

其中，脱脂率＝(产品脱脂前重量-产品脱脂后重量)/产品脱脂前重量。

上述的金属设置成型催化脱脂方法实现是基于催化脱脂炉，如图2和图3所示，上述催化脱脂炉主要包括炉本体1、与上述炉本体1通过管道连接的燃烧室2、设置在上述炉本体上的通气口13、以及与上述炉本体1连接的计量泵3。

通过上述通气口13向上述炉本体1内通入氮气，通过上述计量泵3向上述炉本体1内通入硝酸作为催化剂，上述燃烧室设有进气口和排气口，通过上述进气口向上述燃烧室内通入石油气23和空气22，通过上述排气口21排出水汽、二氧化碳和上述炉本体1内部的废气。

更具的，上述炉本体1内部为炉腔10，上述炉本体1的一侧设有炉门14，

在上述炉本体1上与上述炉门14相对的另一侧设有风扇16，上述炉本体1上还设有重量计量传感器15，上述重量计量传感器15设置在上述炉门内侧。通过上述重量计量传感器15能够灵敏的检测到催化脱脂后产品的重量，实现实时监控产品的脱脂率。

上述产品4被放置在炉腔10内，在上述炉腔10内部设有至少一个用于放置产品的工件加工区11，上述工件加工区11上设有若干用于放置产品的陶瓷载具13，将上述陶瓷载具13有序的摆放在上述工件加工区11的台面上，产品4放置在陶瓷载具13上。

为了提高催化脱脂炉内催化脱脂的效率以及各产品之间互不影响，在上述炉腔10内设置三层工件加工区11，每层上述工件加工区上均设有若干上述陶瓷载具13。

本发明的催化脱脂原理为：金属注射成型的塑基原料为：金属粉末与POM(聚甲醛)的混合物，聚甲醛作为粘结剂，注射成型后需去除粘结剂，聚甲醛链的特点是重复的碳-氧键,聚合物链的氧原子对酸的作用很敏感,当其曝露在合适的酸催化剂中时,化学反应将引起大分子分裂成CH₂O(甲醛)；催化剂是气态硝酸(HNO₃>98.5％),聚合物直接由固体转化为气体；小的甲醛气体分子可以通过零件的已是多孔的外部区域而逸出,而不破坏粉末颗粒堆集结构,经高温烧结后金属粉末相互粘合，形成具有固定形状的致密金属件。

本发明使用催化脱脂炉的流程为：摆放好产品，关闭炉门，加压的氮气通过通气口源源不断的通入炉腔，向燃烧室通入压缩空气和石油气，点火燃烧，在排气口处形成负压，炉腔内的空气在氮气压力和排气口负压作用下被排除炉腔。将炉腔加热至设定的温度(约100℃)，98％气体硝酸通过计量泵进入炉腔，在硝酸催化作用下，产品中的聚甲醛分解成甲醛气体；甲醛气体在燃烧室与空气燃烧，生成水和二氧化碳，然后排出去；停止注酸后炉腔中废气再由氮气排出炉腔，打开炉门，测试脱脂率(脱脂率＝(脱脂前重-脱脂后重)/脱脂前重)。

本发明的方法流程简单易控制，有效的解决了现有金属注射成型技术中，

在生产过程中无法精确控制脱脂率的缺陷，本方法为闭环控制，在控制程序运行过程中实时监测脱脂率是否达标，能够精确控制脱脂率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种金属注射成型催化脱脂方法，包括以下几步：

第一步、冲洗：将待催化脱脂的产品摆放在催化脱脂炉内，关闭炉门，往炉腔内通入加压的氮气，然后再向燃烧室中通入压缩空气和石油气，点火燃烧，在排气口处形成负压，所述炉腔内的空气在氮气压力和排气口负压的作用下被排出所述炉腔；

第二步、催化：通过计量泵向炉腔内通入气态硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，产品中的聚甲醛分解成甲醛气体，甲醛气体在所述燃烧室内与空气燃烧，生成水和二氧化碳，排出去；

第三步、冲洗：结束所述第二步催化脱脂后停止向所述炉腔内注酸，所述炉腔内中的废气由氮气排出来；

第四步、出炉：打开炉腔结束催化脱脂，拿出产品；

其特征在于，还包括测试脱脂率，所述第二步注酸催化结束后，实时监测产品脱脂率，如果脱脂率合格则进入到所述第三步中，如果所述脱脂率不合格则返回所述第二步中，重新经过注酸催化脱脂。

2.根据权利要求1所述的一种金属注射成型催化脱脂方法，其特征在于，所述第二步中，向炉腔内注入硝酸时炉腔的温度为100℃，所述硝酸为98％的硝酸。

3.一种催化脱脂炉，权利要求2所述的金属注射成型催化脱脂方法实现基于所述催化脱脂炉，其特征在于，其包括炉本体、与所述炉本体通过管道连接的燃烧室、设置在所述炉本体上的通气口、以及与所述炉本体连接的计量泵，通过所述通气口向所述炉本体内通入氮气，通过所述计量泵向所述炉本体内通入硝酸作为催化剂，所述燃烧室设有进气口和排气口，通过所述进气口向所述燃烧室内通入石油气和空气，通过所述排气口排出水汽、二氧化碳和所述炉本体内部的废气。

4.根据权利要求3所述的一种催化脱脂炉，其特征在于，所述炉本体内部为炉腔，所述炉本体的一侧设有炉门，在所述炉本体上与所述炉门相对的另一侧设有风扇，所述炉本体上还设有重量计量传感器，所述重量计量传感器设置在所述炉门内侧。

5.根据权利要求4所述的一种催化脱脂炉，其特征在于，所述炉腔内部设有至少一个用于放置产品的工件加工区，所述工件加工区上设有若干用于放置产品的陶瓷载具。

6.根据权利要求5所述的一种催化脱脂炉，其特征在于，所述工件加工区为上下等间距的三层结构，每层所述工件加工区上均设有若干所述陶瓷载具。