專利名稱：一種混合脫脂爐及其混合脫脂工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種粉末注射成形零件用于脫脂的設備，特別是用于這種零件的混合脫脂爐。本發(fā)明還涉及應用該爐的一種混合脫脂工藝。
背景技術：
粉末注射成形(Powder Injection Molding簡稱PIM，包括陶瓷粉末注射成形和金屬粉末注射成形)是近年來迅速發(fā)展起來的復雜零件近凈成形技術，是由傳統粉末冶金與注塑成形技術相結合的一種新技術。其主要工藝流程為金屬粉末與粘結劑的混煉、制粒、注射成形、脫脂和燒結。粘結劑的脫除在生產周期中占用了大量的時間，從PIM技術發(fā)展以來，先后形成了熱脫脂、溶劑脫脂、催化脫脂、虹吸脫脂、冷凝蒸汽脫脂和超臨界流體萃取脫脂等方法。各種脫脂方法的特點見下表。


為了快速脫除生坯中的粘結劑，采用(溶劑，催化，虹吸)+熱脫脂兩步脫脂工藝。這可以極大的縮短脫脂時間。粘結劑及其脫除是PIM的關鍵技術，熱脫脂爐可實現脫脂和燒結的連續(xù)化，其缺點是脫脂時間長、溫度難以精確實現；經溶劑脫脂爐脫脂的坯件變形小、成品率高，其缺點是脫脂槽利用率不高；催化脫脂爐可實現脫脂燒結的連續(xù)化，脫脂速度快，但它只適用于特殊的喂料和粘結劑。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種可以滿足多種脫脂要求的混合脫脂爐。
本發(fā)明另一要解決的技術問題是提出了一種脫脂速度快、脫脂過程中無零件搬運的混合脫脂工藝。
本發(fā)明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種混合脫脂爐，其特點是它設有一個爐體，爐體的側壁設有加熱裝置，在爐體下部設有通過泵與溶劑儲存設備相接的溶劑入口，與溶劑入口相對應的設有溶劑出口，爐體下部還設有保護氣體入口，相應的在爐體上部設有排氣口，在爐體上部還設有與溶劑蒸餾設備相接的溶劑蒸汽入口，在爐體內的上部裝有使爐內的氣體均勻的風扇，在爐體內的上部還裝有霧化器，霧化器通過泵與設在爐體外的用于催化脫脂的儲酸設備相接。
本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，溶劑出口外連接有提取分離設備。
本發(fā)明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在爐腔內設有毛坯支架，毛坯支架由具有虹吸作用的虹吸料或者多孔基板制成。
本發(fā)明另一要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種混合脫脂工藝，其特點是(1)將毛坯放于虹吸料制成的支架上，使爐內溫度70℃-160℃，保溫30-120min，對毛坯進行虹吸脫脂，虹吸脫脂時間太長容易引起毛坯變形。
(2)爐子停止加熱，打開風扇，將溶劑蒸汽通入爐中，對毛坯進行冷凝蒸汽脫脂，脫脂時間為1-2h。此時，經過虹吸脫脂的毛坯已經脫除了部分的石蠟，在毛坯的表面已經形成一些細小的孔道，熱的溶劑蒸汽在毛坯的表面冷凝，向內部滲透，使孔道向內部深入。
(3)冷凝蒸汽脫脂后，關閉風扇，停止通溶劑蒸汽，改為向爐中通溶劑，進行溶劑脫脂，脫脂時間為1-2h。溶劑的溫度由粘結劑在該溶劑中的溶解度而定，取溶解度最大時的溫度，打開溶劑出口閥。
(4)溶劑脫脂后，低熔組元基本脫除，停止通溶劑，將爐內溶劑排出。
(5)將毛坯取出，放入通風干燥爐中干燥1-2h，進行后續(xù)熱脫脂和燒結。
混合脫脂工藝適用于目前廣泛使用的石蠟、油基-熱塑性粘結劑。
本發(fā)明在溶劑脫脂工藝中，要保持溶劑更新，保持溶劑入口的溶劑通入量，同時打開溶劑出口閥。
本發(fā)明與現有技術相比，原有的脫脂設備只能滿足單一的脫脂要求，而單一脫脂由于脫脂時間長，影響產品成形周期，使用受到限制。PIM粘結劑的脫除方法視其組成確定，選擇合適的脫脂工藝是提高生產率、提高產品質量的有效保證。
本發(fā)明可以滿足多種脫脂要求，包括單一的溶劑脫脂、蒸汽脫脂、冷凝蒸汽脫脂、催化脫脂、虹吸脫脂，還可以根據工藝要求，同時進行幾種工藝脫脂，以實現粘結劑的快速脫除。
因為本設備可以滿足多種脫脂工藝要求，對于PIM生產企業(yè)來說，可以減少設備投入；該脫脂爐除了一排氣口外，為密封容器，無氣體外泄，改善了工作條件；從排氣口排出的有害氣體經收集處理后排出，無環(huán)境污染。
混合脫脂工藝按照各種脫脂工藝脫除粘結劑的機理，揚長避短，合理設計。該脫脂方法避免了虹吸脫脂時間過長引起的變形等缺陷?；旌厦撝に嚸摮俾士欤a生的缺陷少，混合脫脂也必須在混合脫脂爐中進行，脫脂過程中無零件搬運。


附圖為本發(fā)明的脫脂爐結構簡圖。
具體實施例方式
一種混合脫脂爐，它設有一個爐體13，爐體13上加裝有爐蓋，爐體13的側壁設有加熱裝置7，加熱裝置7外設有隔熱板。在爐體13下部設有通過泵12與溶劑儲存設備相接的溶劑入口10，與溶劑入口10相對應的設有溶劑出口9，爐體13下部還設有保護氣體入口11，相應的在爐體13上部設有排氣口5，在爐體13上部還設有與溶劑蒸餾設備相接的溶劑蒸汽入口3，在爐體13內的上部裝有使爐內的氣體均勻的風扇4，在爐體13內的上部還裝有霧化器2，霧化器2通過泵1與設在爐體13外的用于催化脫脂的儲酸設備相接。溶劑出口9外連接有提取分離設備8。在爐腔內設有毛坯支架6，毛坯支架6由具有虹吸作用的虹吸料或者多孔基板制成。溶劑儲存設備與溶劑蒸餾設備可以設置為一體，它有兩個作用在溶劑脫脂時，提供溶劑；在蒸汽脫脂或冷凝蒸汽脫脂時，提供熱的溶劑蒸汽。風扇4，使爐內的氣體均勻。保護氣體入口11，在催化脫脂時，外部氣體由此進入。排氣口5，廢氣排放口。霧化器2，使催化劑變?yōu)殪F狀。加熱板7，給脫脂過程提供熱量，或對內部進行干燥。隔熱板，起隔熱作用，減少熱量損失。提取分離設備8，將溶劑和粘結劑組成的混合物分離，溶劑重復利用。
混合脫脂工藝(1)將毛坯放于虹吸料制成的支架上，使爐內溫度70℃-160℃，保溫30-120min，對毛坯進行虹吸脫脂，虹吸脫脂時間太長容易引起毛坯變形。
(2)爐子停止加熱，打開風扇，將溶劑蒸汽通入爐中，對毛坯進行冷凝蒸汽脫脂，脫脂時間為1-2h。此時，經過虹吸脫脂的毛坯已經脫除了部分的石蠟，在毛坯的表面已經形成一些細小的孔道，熱的溶劑蒸汽在毛坯的表面冷凝，向內部滲透，使孔道向內部深入。
(3)冷凝蒸汽脫脂后，關閉風扇，停止通溶劑蒸汽，改為向爐中通溶劑，進行溶劑脫脂，脫脂時間為1-2h。溶劑的溫度由粘結劑在該溶劑中的溶解度而定，取溶解度最大時的溫度，打開溶劑出口閥。要保持溶劑更新，保持溶劑入口的溶劑通入量，同時打開溶劑出口閥。
(4)溶劑脫脂后，低熔組元基本脫除，停止通溶劑，將爐內溶劑排出。
(5)將毛坯取出，放入通風干燥爐中干燥1-2h，進行后續(xù)熱脫脂和燒結。
混合脫脂工藝適用于目前廣泛使用的石蠟、油基-熱塑性粘結劑。
催化脫脂只適用于特殊的喂料和粘結劑。具體脫脂過程為，毛坯放入爐中后，關好爐門，打開風扇，通入保護氣體，由泵將催化劑注入爐中，打開排氣閥，同時對排出的氣體處理，防止污染，爐內溫度根據工藝要求設定。此時，與催化脫脂無關的設備和閥處于關閉狀態(tài)。
權利要求
1.一種混合脫脂爐，其特征在于它設有一個爐體(13)，爐體(13)的側壁設有加熱裝置(7)，在爐體(13)下部設有通過泵(12)與溶劑儲存設備相接的溶劑入口(10)，與溶劑入口(10)相對應的設有溶劑出口(9)，爐體(13)下部還設有保護氣體入口(11)，相應的在爐體(13)上部設有排氣口(5)，在爐體(13)上部還設有與溶劑蒸餾設備相接的溶劑蒸汽入口(3)，在爐體(13)內的上部裝有使爐內的氣體均勻的風扇(4)，在爐體(13)內的上部還裝有霧化器(2)，霧化器(2)通過泵(1)與設在爐體(13)外的用于催化脫脂的儲酸設備相接。
2.根據權利要求1所述的混合脫脂爐，其特征在于溶劑出口(9)外連接有提取分離設備(8)。
3.根據權利要求1所述的混合脫脂爐，其特征在于在爐腔內設有毛坯支架(6)，毛坯支架(6)由具有虹吸作用的虹吸料或者多孔基板制成。
4.應用權利要求1所述的混合脫脂爐的一種混合脫脂工藝，其特征在于(1)將毛坯放于虹吸料制成的支架上，使爐內溫度70℃-160℃，保溫30-120min，對毛坯進行虹吸脫脂。(2)爐子停止加熱，打開風扇，將溶劑蒸汽通入爐中，對毛坯進行冷凝蒸汽脫脂，脫脂時間為1-2h。(3)冷凝蒸汽脫脂后，關閉風扇，停止通溶劑蒸汽，改為向爐中通溶劑，進行溶劑脫脂，脫脂時間為1-2h。(4)溶劑脫脂后，低熔組元基本脫除，停止通溶劑，將爐內溶劑排出。(5)將毛坯取出，放入通風干燥爐中干燥1-2h，進行后續(xù)熱脫脂和燒結。
5.根據權利要求4所述的混合脫脂工藝，其特征在于在溶劑脫脂工藝中，要保持溶劑更新，保持溶劑入口的溶劑通入量，同時打開溶劑出口閥。
全文摘要
一種混合脫脂爐，它設有一個爐體，爐體的側壁設有加熱裝置，在爐體下部設有通過泵與溶劑儲存設備相接的溶劑入口，與溶劑入口相對應的設有溶劑出口，爐體下部還設有保護氣體入口，相應的在爐體上部設有排氣口，在爐體上部還設有與溶劑蒸餾設備相接的溶劑蒸汽入口，在爐體內的上部裝有使爐內的氣體均勻的風扇，在爐體內的上部還裝有霧化器，霧化器通過泵與設在爐體外的用于催化脫脂的儲酸設備相接。本發(fā)明可以滿足多種脫脂要求，包括單一的溶劑脫脂、蒸汽脫脂、冷凝蒸汽脫脂、催化脫脂、虹吸脫脂，還可以根據工藝要求，同時進行幾種工藝脫脂，以實現粘結劑的快速脫除?；旌厦撝に嚸摮俾士欤a生的缺陷少，脫脂過程中無零件搬運。
文檔編號C04B35/638GK1900019SQ20061004125
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權日2006年7月27日
發(fā)明者喬斌, 姬祖春, 李映平, 李化強, 楊建明 申請人:淮海工學院