专利名称：一种混合脱脂炉及其混合脱脂工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粉末注射成形零件用于脱脂的设备，特别是用于这种零件的混合脱脂炉。本发明还涉及应用该炉的一种混合脱脂工艺。
背景技术：
粉末注射成形(Powder Injection Molding简称PIM，包括陶瓷粉末注射成形和金属粉末注射成形)是近年来迅速发展起来的复杂零件近净成形技术，是由传统粉末冶金与注塑成形技术相结合的一种新技术。其主要工艺流程为金属粉末与粘结剂的混炼、制粒、注射成形、脱脂和烧结。粘结剂的脱除在生产周期中占用了大量的时间，从PIM技术发展以来，先后形成了热脱脂、溶剂脱脂、催化脱脂、虹吸脱脂、冷凝蒸汽脱脂和超临界流体萃取脱脂等方法。各种脱脂方法的特点见下表。
为了快速脱除生坯中的粘结剂，采用(溶剂，催化，虹吸)+热脱脂两步脱脂工艺。这可以极大的缩短脱脂时间。粘结剂及其脱除是PIM的关键技术，热脱脂炉可实现脱脂和烧结的连续化，其缺点是脱脂时间长、温度难以精确实现；经溶剂脱脂炉脱脂的坯件变形小、成品率高，其缺点是脱脂槽利用率不高；催化脱脂炉可实现脱脂烧结的连续化，脱脂速度快，但它只适用于特殊的喂料和粘结剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种可以满足多种脱脂要求的混合脱脂炉。
本发明另一要解决的技术问题是提出了一种脱脂速度快、脱脂过程中无零件搬运的混合脱脂工艺。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种混合脱脂炉，其特点是它设有一个炉体，炉体的侧壁设有加热装置，在炉体下部设有通过泵与溶剂储存设备相接的溶剂入口，与溶剂入口相对应的设有溶剂出口，炉体下部还设有保护气体入口，相应的在炉体上部设有排气口，在炉体上部还设有与溶剂蒸馏设备相接的溶剂蒸汽入口，在炉体内的上部装有使炉内的气体均匀的风扇，在炉体内的上部还装有雾化器，雾化器通过泵与设在炉体外的用于催化脱脂的储酸设备相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，溶剂出口外连接有提取分离设备。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在炉腔内设有毛坯支架，毛坯支架由具有虹吸作用的虹吸料或者多孔基板制成。
本发明另一要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种混合脱脂工艺，其特点是(1)将毛坯放于虹吸料制成的支架上，使炉内温度70℃-160℃，保温30-120min，对毛坯进行虹吸脱脂，虹吸脱脂时间太长容易引起毛坯变形。
(2)炉子停止加热，打开风扇，将溶剂蒸汽通入炉中，对毛坯进行冷凝蒸汽脱脂，脱脂时间为1-2h。此时，经过虹吸脱脂的毛坯已经脱除了部分的石蜡，在毛坯的表面已经形成一些细小的孔道，热的溶剂蒸汽在毛坯的表面冷凝，向内部渗透，使孔道向内部深入。
(3)冷凝蒸汽脱脂后，关闭风扇，停止通溶剂蒸汽，改为向炉中通溶剂，进行溶剂脱脂，脱脂时间为1-2h。溶剂的温度由粘结剂在该溶剂中的溶解度而定，取溶解度最大时的温度，打开溶剂出口阀。
(4)溶剂脱脂后，低熔组元基本脱除，停止通溶剂，将炉内溶剂排出。
(5)将毛坯取出，放入通风干燥炉中干燥1-2h，进行后续热脱脂和烧结。
混合脱脂工艺适用于目前广泛使用的石蜡、油基-热塑性粘结剂。
本发明在溶剂脱脂工艺中，要保持溶剂更新，保持溶剂入口的溶剂通入量，同时打开溶剂出口阀。
本发明与现有技术相比，原有的脱脂设备只能满足单一的脱脂要求，而单一脱脂由于脱脂时间长，影响产品成形周期，使用受到限制。PIM粘结剂的脱除方法视其组成确定，选择合适的脱脂工艺是提高生产率、提高产品质量的有效保证。
本发明可以满足多种脱脂要求，包括单一的溶剂脱脂、蒸汽脱脂、冷凝蒸汽脱脂、催化脱脂、虹吸脱脂，还可以根据工艺要求，同时进行几种工艺脱脂，以实现粘结剂的快速脱除。
因为本设备可以满足多种脱脂工艺要求，对于PIM生产企业来说，可以减少设备投入；该脱脂炉除了一排气口外，为密封容器，无气体外泄，改善了工作条件；从排气口排出的有害气体经收集处理后排出，无环境污染。
混合脱脂工艺按照各种脱脂工艺脱除粘结剂的机理，扬长避短，合理设计。该脱脂方法避免了虹吸脱脂时间过长引起的变形等缺陷。混合脱脂工艺脱除速率快，产生的缺陷少，混合脱脂也必须在混合脱脂炉中进行，脱脂过程中无零件搬运。
附图为本发明的脱脂炉结构简图。
具体实施例方式
一种混合脱脂炉，它设有一个炉体13，炉体13上加装有炉盖，炉体13的侧壁设有加热装置7，加热装置7外设有隔热板。在炉体13下部设有通过泵12与溶剂储存设备相接的溶剂入口10，与溶剂入口10相对应的设有溶剂出口9，炉体13下部还设有保护气体入口11，相应的在炉体13上部设有排气口5，在炉体13上部还设有与溶剂蒸馏设备相接的溶剂蒸汽入口3，在炉体13内的上部装有使炉内的气体均匀的风扇4，在炉体13内的上部还装有雾化器2，雾化器2通过泵1与设在炉体13外的用于催化脱脂的储酸设备相接。溶剂出口9外连接有提取分离设备8。在炉腔内设有毛坯支架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。溶剂储存设备与溶剂蒸馏设备可以设置为一体，它有两个作用在溶剂脱脂时，提供溶剂；在蒸汽脱脂或冷凝蒸汽脱脂时，提供热的溶剂蒸汽。风扇4，使炉内的气体均匀。保护气体入口11，在催化脱脂时，外部气体由此进入。排气口5，废气排放口。雾化器2，使催化剂变为雾状。加热板7，给脱脂过程提供热量，或对内部进行干燥。隔热板，起隔热作用，减少热量损失。提取分离设备8，将溶剂和粘结剂组成的混合物分离，溶剂重复利用。
混合脱脂工艺(1)将毛坯放于虹吸料制成的支架上，使炉内温度70℃-160℃，保温30-120min，对毛坯进行虹吸脱脂，虹吸脱脂时间太长容易引起毛坯变形。
(2)炉子停止加热，打开风扇，将溶剂蒸汽通入炉中，对毛坯进行冷凝蒸汽脱脂，脱脂时间为1-2h。此时，经过虹吸脱脂的毛坯已经脱除了部分的石蜡，在毛坯的表面已经形成一些细小的孔道，热的溶剂蒸汽在毛坯的表面冷凝，向内部渗透，使孔道向内部深入。
(3)冷凝蒸汽脱脂后，关闭风扇，停止通溶剂蒸汽，改为向炉中通溶剂，进行溶剂脱脂，脱脂时间为1-2h。溶剂的温度由粘结剂在该溶剂中的溶解度而定，取溶解度最大时的温度，打开溶剂出口阀。要保持溶剂更新，保持溶剂入口的溶剂通入量，同时打开溶剂出口阀。
(4)溶剂脱脂后，低熔组元基本脱除，停止通溶剂，将炉内溶剂排出。
(5)将毛坯取出，放入通风干燥炉中干燥1-2h，进行后续热脱脂和烧结。
混合脱脂工艺适用于目前广泛使用的石蜡、油基-热塑性粘结剂。
催化脱脂只适用于特殊的喂料和粘结剂。具体脱脂过程为，毛坯放入炉中后，关好炉门，打开风扇，通入保护气体，由泵将催化剂注入炉中，打开排气阀，同时对排出的气体处理，防止污染，炉内温度根据工艺要求设定。此时，与催化脱脂无关的设备和阀处于关闭状态。
权利要求
1.一种混合脱脂炉，其特征在于它设有一个炉体(13)，炉体(13)的侧壁设有加热装置(7)，在炉体(13)下部设有通过泵(12)与溶剂储存设备相接的溶剂入口(10)，与溶剂入口(10)相对应的设有溶剂出口(9)，炉体(13)下部还设有保护气体入口(11)，相应的在炉体(13)上部设有排气口(5)，在炉体(13)上部还设有与溶剂蒸馏设备相接的溶剂蒸汽入口(3)，在炉体(13)内的上部装有使炉内的气体均匀的风扇(4)，在炉体(13)内的上部还装有雾化器(2)，雾化器(2)通过泵(1)与设在炉体(13)外的用于催化脱脂的储酸设备相接。
2.根据权利要求1所述的混合脱脂炉，其特征在于溶剂出口(9)外连接有提取分离设备(8)。
3.根据权利要求1所述的混合脱脂炉，其特征在于在炉腔内设有毛坯支架(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.应用权利要求1所述的混合脱脂炉的一种混合脱脂工艺，其特征在于(1)将毛坯放于虹吸料制成的支架上，使炉内温度70℃-160℃，保温30-120min，对毛坯进行虹吸脱脂。(2)炉子停止加热，打开风扇，将溶剂蒸汽通入炉中，对毛坯进行冷凝蒸汽脱脂，脱脂时间为1-2h。(3)冷凝蒸汽脱脂后，关闭风扇，停止通溶剂蒸汽，改为向炉中通溶剂，进行溶剂脱脂，脱脂时间为1-2h。(4)溶剂脱脂后，低熔组元基本脱除，停止通溶剂，将炉内溶剂排出。(5)将毛坯取出，放入通风干燥炉中干燥1-2h，进行后续热脱脂和烧结。
5.根据权利要求4所述的混合脱脂工艺，其特征在于在溶剂脱脂工艺中，要保持溶剂更新，保持溶剂入口的溶剂通入量，同时打开溶剂出口阀。
全文摘要
一种混合脱脂炉，它设有一个炉体，炉体的侧壁设有加热装置，在炉体下部设有通过泵与溶剂储存设备相接的溶剂入口，与溶剂入口相对应的设有溶剂出口，炉体下部还设有保护气体入口，相应的在炉体上部设有排气口，在炉体上部还设有与溶剂蒸馏设备相接的溶剂蒸汽入口，在炉体内的上部装有使炉内的气体均匀的风扇，在炉体内的上部还装有雾化器，雾化器通过泵与设在炉体外的用于催化脱脂的储酸设备相接。本发明可以满足多种脱脂要求，包括单一的溶剂脱脂、蒸汽脱脂、冷凝蒸汽脱脂、催化脱脂、虹吸脱脂，还可以根据工艺要求，同时进行几种工艺脱脂，以实现粘结剂的快速脱除。混合脱脂工艺脱除速率快，产生的缺陷少，脱脂过程中无零件搬运。
文档编号C04B35/638GK1900019SQ20061004125
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者乔斌, 姬祖春, 李映平, 李化强, 杨建明 申请人:淮海工学院