CN106735242A - 一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法 - Google Patents

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周荣国
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Abstract

本发明涉及金属注射成型工艺领域，具体涉及到一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法；解决了铜、钴等合金金属注射成型过程中使用硝酸作为酸脱催化剂易氧化及安全、环保问题，本发明提供了一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法；包括如下内容：通过注射机将金属粉末与粘接剂的混合物以一定的温度，速度和压力注入充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件；脱出预制件中的粘接剂并进行烧结，得到具有一定机械性能的制件；所述的脱出预制件中的粘接剂的过程中采用草酸作为催化剂。

Description

一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法
技术领域
本发明涉及金属注射成型工艺领域，具体涉及到一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法。
背景技术
金属注射成型(Metal Injection Molding)，简称MIM，是传统的粉末冶金工艺与塑料成型工艺相结合的新工艺，是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科交叉的产物，是粉末冶金和精密陶瓷成型加工领域中的新技术，利用模具可注射成型,快速制造高密度、高精度、复杂形状的结构零件，能够快速准确地将设计思想转变为具有一定结构、功能特性的制品,并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。
其注射机理为:通过注射机将金属粉末与粘接剂的混合物以一定的温度，速度和压力注人充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件，再脱出预制件中的粘接剂并进行烧结，可得到具有一定机械性能的制件。其成型工艺工艺流程如下：金属粉末，有机粘接剂→混料→成型→脱脂→烧结→后处理→成品；而不锈钢材料因其突出的防腐能力市场最大，在该工艺领域应用也最为广泛，如3C电子通信、汽车、消费、工程等领域。
现有的脱出预制件中的粘接剂采用硝酸作为催化剂，但其具有如下危害：
a.环境危害：
NOx与碳氢化物共存于空气中时，经阳光紫外线照射，发生光化学反应，产生一种光化学烟雾；同时也是酸雨成因之一。对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
b.燃爆危险：
与可燃物混合会发生爆炸，强氧化性与还原性的甲醛容易反应：
HCHO+4HNO3＝＝＝CO2↑+4NO2↑+3H2O。
发明内容
为了解决铜、钴等合金金属注射成型过程中使用硝酸作为酸脱催化剂易氧化及安全、环保问题，本发明提供了一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法；包括如下内容：
一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法，所述的金属注射成型过程包括：
通过注射机将金属粉末与粘接剂的混合物以一定的温度，速度和压力注入充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件；
脱出预制件中的粘接剂并进行烧结，得到具有一定机械性能的制件；
所述的脱出预制件中的粘接剂的过程中采用草酸作为催化剂。
优选地，所述的将草酸运用于金属注射成型过程中的方法中所述的作为催化剂的草酸为完全溶解的草酸溶液。
优选地，所述的将草酸运用于金属注射成型过程中的方法中所述的催化反应温度为120～140℃。
本工艺的关键核心技术：固态的草酸进入酸脱炉之前，必须进行适当的处理使其溶解为均匀一致且无未溶解的草酸溶液，此点也是草酸作为催化剂的难点，如有未完全溶解，则催化剂泵及管路极易出现堵塞的情况，使工艺不能得以进行。
本发明中使用草酸作为酸脱工艺的催化剂，有如下优点：
a.草酸与甲醛两者之间不反应，这就大大降低了用催化脱脂炉爆炸的风险。
b.草酸遍布于自然界，通常以草酸盐的形式存在。草酸在明火的情况下会分解生成二氧化碳和水。
2HOOCCOOH+O2＝(燃烧)＝4CO2↑+2H2O↑
总的来说，相较于采用硝酸作为催化剂，使用草酸该工艺更加安全、更加环保而且可有效防止工艺时发生氧化；
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工艺流程以及装置示意图。
标号说明：1、催化剂泵；2、酸脱炉；3、风扇；4、氮气进口；5、酸气入口；6、火焰；7、空气进口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例：
如图1所示，本发明提供了一套催化脱脂的装置，包括催化剂泵1、酸脱炉2、风扇3、氮气进口4、酸气入口5、火焰炉产生的火焰6、空气进口7，固态的草酸经一定的条件处理后，形成适当浓度且无未溶颗粒的草酸溶液后，经催化剂泵的作用导入酸脱炉内，对生坯进行催化脱脂反应，反应过后的酸气，通过火焰炉，在明火的情况下会分解生成二氧化碳和水；固态的草酸进入酸脱炉之前，必须进行适当的处理使其溶解为均匀一致且无未溶解的草酸溶液，此点也是草酸作为催化剂的难点，如有未完全溶解，则催化剂泵及管路极易出现堵塞的情况，使工艺不能得以进行。
相同条件下，数量相等的生坯在草酸作为催化剂和硝酸作为催化剂的脱脂对比实验，结果见下表格：
坯料BASF17-4PH 5个(10*10*1.5mm) 5个(10*10*1.5mm)
催化剂名称 草酸 硝酸
温度 120℃ 120℃
气量 2.5m3/H、0.15MPa 2.5m3/H、0.15MPa
时间 1H 1H
进酸量 16.5ml/H 16.5ml/H
脱脂率(％) 6.52％ 6.80％
坯料BASF17-4PH 5个(10*10*1.5mm) 5个(10*10*1.5mm)
催化剂名称 草酸 硝酸
温度 140℃ 140℃
气量 2.5m3/H、0.15MPa 2.5m3/H、0.15MPa
时间 1H 1H
进酸量 64.2ml/H 64.2ml/H
脱脂率(％) 7.62％ 7.50％
相同条件下，数量相等的生坯在草酸作为催化剂和硝酸作为催化剂的脱脂对比实验中表明：
1、草酸作为催化剂是可行的，能有效的催化分解聚甲醛；
2、草酸的脱脂效率与温度有很直接的关系，低于120℃时反应非常缓慢，120-140℃时反应速率逐步加快；
3、针对于BASF的17-4PH喂料，在140℃时，草酸的反应速率与硝酸是接近的。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其物质所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法，所述的金属注射成型过程包括：
通过注射机将金属粉末与粘接剂的混合物以一定的温度，速度和压力注入充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件；
脱出预制件中的粘接剂并进行烧结，得到具有一定机械性能的制件；
其特征在于：所述的脱出预制件中的粘接剂的过程中采用草酸作为催化剂。
2.根据权利要求1所述的将草酸运用于金属注射成型过程中的方法，其特征在于：所述的作为催化剂的草酸为完全溶解的草酸溶液。
3.根据权利要求2所述的将草酸运用于金属注射成型过程中的方法，其特征在于：所述的催化反应温度为120～140℃。
CN201710088642.5A 2017-01-20 2017-02-20 一种将草酸运用于金属注射成型过程中的方法 Pending CN106735242A (zh)

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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