CN107457397B - 一种mim报废水口料的回收利用方法 - Google Patents

一种mim报废水口料的回收利用方法 Download PDF

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Abstract

一种MIM报废水口料的回收利用方法，包括以下步骤：S1、将回收的MIM水口料进行破碎、混合处理，使其成分均匀；S2、对经过步骤S1处理的MIM水口料进行剩余成型剂含量检测，根据所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量与未使用过的MIM喂料的成型剂含量，计算MIM水口料的成型剂损耗率；S3、根据MIM水口料的成型剂损耗率，向MIM水口料中添加相应质量比的成型剂，以使其成型剂含量恢复到未使用过的MIM喂料的成型剂含量，并对MIM水口料和添加的成型剂混炼，再进行挤出造粒，以获得新的MIM喂料。本发明所得MIM喂料的性能达到MIM原料的性能标准，且可按照原料加工工艺加工使用，MIM的产品良率在75％以上。

Description

一种MIM报废水口料的回收利用方法
技术领域
本发明涉及一种MIM报废水口料的回收利用方法。
背景技术
粉末冶金(MIM)水口料是粉末冶金原料在注射成型后的回收料，原料在多次利用后，由于注射成型工艺挤压注射、高温损耗及其他因素影响，造成原料成型剂成分大量缺失，最终导致水口料在流动性、粘合性、韧性等性能下降，以至于最终无法注射成型成产品坯体，成报废料。
现行业中对水口料的使用一般采取破碎后，直接与原料混合使用。此种水口料利用方法是将水口料性能与原料性能进行中和，加工形状相对单一、尺寸较大的产品时可完全满足品质要求，但是存在以下缺陷：
1.破碎后的水口料形状不规则，尺寸分布大：0.5mm-6mm，且在破碎后水口料粉末度达5％，极大的降低了喂料的流动性、融合性和产品尺寸稳定性。
2.一次及多次利用过的水口料，其材料成分已经分布不均匀，且部分性能不稳定的成分在加工过程中已经少量缺失。这也是导致水口料性能下降的重要因素。
多次注射成型后产生的报废水口料，不能循环利用，一方面给企业原料成本及报废料处理带来巨大压力，另一方面给工业生产带来巨大的资源浪费。
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报废水口料的回收利用方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种MIM报废水口料的回收利用方法，包括以下步骤：
S1、将回收的MIM水口料进行破碎、混合处理，使其成分均匀；
S2、对经过步骤S1处理的MIM水口料进行剩余成型剂含量检测，根据所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量与未使用过的MIM喂料的成型剂含量，计算MIM水口料的成型剂损耗率；
S3、根据MIM水口料的成型剂损耗率，向MIM水口料中添加相应质量比的成型剂，以使其成型剂含量恢复到未使用过的MIM喂料的成型剂含量，并对MIM水口料和添加的成型剂混炼，再进行挤出造粒，以获得新的MIM喂料。
进一步地：
步骤S2包括以下步骤：
S21、对经过步骤S1处理的MIM水口料的多份样品进行烧结，脱去全部成型剂，再测量出烧损率，该烧损率即MIM水口料的剩余成型剂含量；
S22、将未使用过的MIM喂料的成型剂含量减去所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量，得到每份样品的成型剂损耗率，多份样品的数据取平均，作为MIM水口料的成型剂损耗率。
所述MIM水口料为316L不锈钢MIM喂料的MIM水口料，步骤S21中采用如下烧结参数：
烧结时间：28-30h；
脱脂段：升温速率为1℃/min，时间为10-12h；
烧结段：升温速率为2.5℃/min，时间为5-8h；
保温段：最高温为1300℃-1380℃，时间为90-150min；
降温段：降温速率为5℃/min。
步骤S3包括以下步骤：
S31、将和批后的MIM水口料加入到混炼造粒一体机中进行搅拌预热；
S32、在所述混炼造粒一体机加入配制好的成型剂，与所述MIM水口料一起加热混炼直至熔融状；
S33、达到熔融状后，开始降温混炼；
S34、对混炼后的物料进行挤出造粒，以获得MIM喂料。
所述MIM水口料为316L不锈钢MIM喂料的MIM水口料，所述成型剂包括以下质量比的成分：
步骤S31中，控制所述混炼造粒一体机的转速为1～4r/min，并加热但保持水口料不熔化且不产生甲醛，优选加热到100-120℃的温度。
步骤S32中，加热温度为180～200℃，控制所述混炼造粒一体机的转速为20～30r/min。
步骤S33中，加热温度为80-100℃，控制所述混炼造粒一体机的转速为20～30r/min，降温混炼的时间为10～20min。
步骤S34中，将喂料颗粒长度控制在3-5mm。
本发明的有益效果：
本发明提供一种MIM报废水口料的回收利用方法，将报废的水口料经过本发明的方法加工处理后，所得MIM喂料的性能达到MIM原料的性能标准，且可按照原料加工工艺加工使用，MIM的产品良率在75％以上。由于本发明在保证产品品质的前提下使得MIM水口料可以大量回收利用，因此显著降低了MIM产品的制作成本。
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。
MIM的原料是由金属粉末+成型剂均匀混合而成。报废水口料之所以不能进行加工使用，是因为其在多次利用后成型剂大量挥发损耗(金属粉末也有损耗，对比之下可忽略不计)，导致其原料性能下降。检测出水口料成型剂的损耗量，通过原料加工工艺，加入新配置的成型剂，填补水口料成型剂的损耗。加工后的水口料性能方面能够达到MIM原料标准。
在一种实施例中，一种MIM报废水口料的回收利用方法，包括以下步骤：
S1、将回收的MIM水口料进行破碎、混合处理，使其成分均匀；
S2、对经过步骤S1处理的MIM水口料进行剩余成型剂含量检测，根据所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量与未使用过的MIM喂料的成型剂含量，计算MIM水口料的成型剂损耗率；
S3、根据MIM水口料的成型剂损耗率，向MIM水口料中添加相应质量比的成型剂，以使其成型剂含量恢复到未使用过的MIM喂料的成型剂含量，并对MIM水口料和添加的成型剂混炼，再进行挤出造粒，以获得新的MIM喂料。
在优选实施例中，步骤S2包括以下步骤：
S21、对经过步骤S1处理的MIM水口料的多份样品进行烧结，脱去全部成型剂，再测量出烧损率，该烧损率即MIM水口料的剩余成型剂含量；
S22、将未使用过的MIM喂料的成型剂含量减去所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量，得到每份样品的成型剂损耗率，多份样品的数据取平均，作为MIM水口料的成型剂损耗率。
在更优选实施例中，所述MIM水口料为316L不锈钢MIM喂料的MIM水口料，步骤S21中采用如下烧结参数：
烧结时间：28-30h；
脱脂段：升温速率为1℃/min，时间为10-12h；
烧结段：升温速率为2.5℃/min，时间为5-8h；
保温段：最高温为1300℃-1380℃，时间为90-150min；
降温段：降温速率为5℃/min。
在更优选实施例中，步骤S3包括以下步骤：
S31、将和批后的MIM水口料加入到混炼造粒一体机中进行搅拌预热；
S32、在所述混炼造粒一体机加入配制好的成型剂，与所述MIM水口料一起加热混炼直至熔融状；
S33、达到熔融状后，开始降温混炼；
S34、对混炼后的物料进行挤出造粒，以获得MIM喂料。
在优选实施例中，所述MIM水口料为316L不锈钢MIM喂料的MIM水口料，所述成型剂包括以下质量比的成分：
其中，共聚甲醛作为成型剂主体(骨架)，10％-15％的石蜡增强原料流动性，2％-3％的抗氧剂防止骨架分解，20％-25％的高密度聚乙烯增强原料塑性、韧性。
在更优选实施例中，步骤S31中，控制所述混炼造粒一体机的转速为1～4r/min，并加热但保持水口料不熔化且不产生甲醛，优选加热到100-120℃的温度。
在更优选实施例中，步骤S32中，加热温度为180～200℃，控制所述混炼造粒一体机的转速为20～30r/min。
在更优选实施例中，步骤S33中，加热温度为80-100℃，控制所述混炼造粒一体机的转速为20～30r/min，降温混炼的时间为10～20min。
在更优选实施例中，步骤S34中，将喂料颗粒长度控制在3-5mm。
以下以316L不锈钢MIM水口料为例描述本发明的一个具体实施例的方法。
1.和批
为保证报废料成分均匀，对报废料进行破碎、混合处理。将报废料用破碎机进行破碎，之后在V型混料机中进行均匀混合。
2.报废料损耗量检测：
取5份200g报废料直接在真空烧结炉中进行烧结，此烧结会将水口成型剂全部脱去。
烧结时间：28-30h
脱脂段：升温速率：1℃/min，时间：10-12h
烧结段：升温速率：2.5℃/min，时间5-8h
保温段：最高温：1300℃-1380℃，时间90-150min
降温段：降温速率：5℃/min
3.成型剂损耗率＝(理论316L不锈钢喂料烧损-实测316L不锈钢水口料烧损)/水口总质量，五次数据取平均，算出316L不锈钢水口成型剂的损耗率。
4.测算的水口料成型剂损耗，确定新加入成型剂质量。
加入成型剂成分及质量比：
5.加工
将和批后的水口料加入到混炼造粒一体机中进行搅拌预热，转速1-4r/min，加热温度保持水口料不熔化、无甲醛，无刺鼻性气味产生，优选加热到100-120℃。
料到达预定温度时，加入配制好的成型剂。设定一体机温度180-220℃，转速20-30r/min，混炼至融化，泥团状。
融化后，开始降温混炼。设定温度80-100℃，转速20-30r/min，时间10-20min
挤出造粒。将喂料颗粒长度控制在3-5mm
挤出的新配料按照常规注射成型工艺正常使用。
实例验证
验证报废水口料为和批后各50kg，验证产品以手机卡托为例，验证数量5000个，保持同样的后加工工艺。
测得报废成型剂损耗率为：1.3％。
实例1：
50kg报废水口料需加入的成型剂为：共聚甲醛422g，石蜡65g，抗氧剂13g，高密度聚乙烯149.5g。
1.将报废料加入到混炼造粒一体机中进行搅拌预热，转速4r/min，加热到100℃(保持水口料不熔化、无刺鼻性气味产<甲醛>)
2.料到达预定温度时，加入配制好的成型剂。设定一体机温度200℃，转速20r/min，混炼至融化，泥团状。
3.融化后，开始降温混炼。设定温度100℃，转速25r/min，时间10min
4.挤出造粒。将喂料颗粒长度控制在3-5mm。
按照常规注射成型工艺加工。
喂料利用后产品良率：76％。
实例2：
50kg报废水口料需加入的成型剂为：共聚甲醛390g，石蜡84.5g，抗氧剂13g，高密度聚乙烯162.5g。
1.将报废料加入到混炼造粒一体机中进行搅拌预热，转速2r/min，加热到120℃(保持水口料不熔化、无刺鼻性气味<甲醛>)。
2.料到达预定温度时，加入配制好的成型剂。设定一体机温度190℃，转速25r/min，混炼至融化，泥团状。
3.融化后，开始降温混炼。设定温度100℃，转速25r/min，时间15min。
4.挤出造粒。将喂料颗粒长度控制在3-5mm。
按照常规注射成型工艺加工。
喂料利用后产品良率：79％。
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 (9)

1.一种MIM报废水口料的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将回收的MIM水口料进行破碎、混合处理，使其成分均匀；
S2、对经过步骤S1处理的MIM水口料进行剩余成型剂含量检测，根据所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量与未使用过的MIM喂料的成型剂含量，计算MIM水口料的成型剂损耗率；步骤S2包括以下步骤S21和S22：
S21、对经过步骤S1处理的MIM水口料的多份样品进行烧结，脱去全部成型剂，再测量出烧损率，该烧损率即MIM水口料的剩余成型剂含量；
S22、将未使用过的MIM喂料的成型剂含量减去所检测的MIM水口料的剩余成型剂含量，得到每份样品的成型剂损耗率，多份样品的数据取平均，作为MIM水口料的成型剂损耗率；
S3、根据MIM水口料的成型剂损耗率，向MIM水口料中添加相应质量比的成型剂，以使其成型剂含量恢复到未使用过的MIM喂料的成型剂含量，并对MIM水口料和添加的成型剂混炼，再进行挤出造粒，以获得新的MIM喂料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MIM水口料为316L不锈钢MIM喂料的MIM水口料，步骤S21中采用如下烧结参数：
烧结时间：28-30h；
脱脂段：升温速率为1℃/min，时间为10-12h；
烧结段：升温速率为2.5℃/min，时间为5-8h；
保温段：最高温为1380℃，时间为90-150min；
降温段：降温速率为5℃/min。
3.如权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：
S31、将经过破碎、混合处理后的MIM水口料加入到混炼造粒一体机中进行搅拌预热；
S32、在所述混炼造粒一体机加入配制好的成型剂，与所述MIM水口料一起加热混炼直至熔融状；
S33、达到熔融状后，开始降温混炼；
S34、对混炼后的物料进行挤出造粒，以获得MIM喂料。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MIM水口料为316L不锈钢MIM喂料的MIM水口料，所述成型剂包括以下质量比的成分：
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S31中，控制所述混炼造粒一体机的转速为1～4r/min，并加热但保持水口料不熔化且不产生甲醛。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述加热是加热到100-120℃的温度。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S32中，加热温度为180～200℃，控制所述混炼造粒一体机的转速为20～30r/min。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S33中，加热温度为80-100℃，控制所述混炼造粒一体机的转速为20～30r/min，降温混炼的时间为10～20min。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S34中，将喂料颗粒长度控制在3-5mm。
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