本发明涉及一种聚甲醛体系配方以及一种粉末注射成型工艺。
背景技术：
近年来陶瓷粉末精密注射成型技术在高精度和高附加值的新产品制造商显示出强大的生命力，越来越多的陶瓷类产品如陶瓷牙套、陶瓷插针等需求日益增长，另外在汽车、电子、高端钟表等领域的众多陶瓷零部件也都采用精密注射成型技术制造。
现在市场上更多的是用以石蜡为基体配方的陶瓷喂料，一般采用热脱或溶剂脱脂的方式排胶烧结，由于陶瓷粉末特别的细，热脱工艺简单，成本低，无需专门设备，但脱脂速率非常缓慢，脱脂时间也特别长，工艺不当也会出现开裂、变形等现象，对壁厚的零部件尤为关键；溶剂脱脂优点是脱脂速度快、时间短，但是最大的问题是开裂或鼓泡，而且一些有机溶剂一般都有毒性物质，必须要经过回收处理，无形中也就增加了生产的成本。
发明专利内容
本发明的第一个目的是提供一种粘度随温度变化的聚甲醛体系配方。
实现本发明目的的技术方案是：本发明专利包括粘结剂和粉末，粘结剂包括含pom的主结剂，以及另加骨架剂及增韧增润的其他粘结剂；
上述粘结剂的配方比例为：zro2粉末含量为80.5-81.5％、聚甲醛共聚物含量为13.1-14.3％、乙烯/丙烯共聚物含量为2-3％、eva/poe含量为2-3％、润滑剂含量为0.5-1％和抗氧化剂含量为0.01-0.1％；
上述粉末的规格参数为：bet为9-12㎡/g、d90为0.35-0.5μm、add为3-4.5wt％、水分≤0.5wt％、灼减≤0.8wt％；
上述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明的第二个目的是提供一种脱脂速率可控的粉末注射成型工艺。
实现本发明目的的技术方案是：包括以下步骤：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入的上述的聚甲醛体系混炼180min后得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为900-1300g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，得到脱脂坯；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450±10℃烧结后得到成品。
上述步骤d中的烧结步骤为：
a、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；
b、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；
c、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；
d、出炉；
e、注酸催化结束后，实时监测产品脱脂率。
本发明专利具有积极的效果：(1)本发明主制得的催化脱脂型喂料具有很好的均匀性和成形性能，并且呈假塑性流体。
(2)本发明主制得的催化脱脂型喂料粘度随着温度的升高以及剪切速率的增大而减小，有利于保证混料和注射过程的稳定性。
(3)本发明中催化脱脂型粘结剂的脱脂效果好，不仅脱脂时间远短于热脱脂，而且脱脂过程中无明显缺陷,脱脂坯维形能力强。
(4)本发明中催化脱脂速率可以很容易通过控制脱脂催化剂hn03的浓度、控制脱脂温度来实现。
(5)本发明中催化脱脂可以很好解决脱脂产品中出现气泡和裂纹的缺陷。
具体实施方式
(实施例一)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末含量为80.5％、聚甲醛共聚物含量为14.3％、乙烯/丙烯共聚物含量为2％、eva/poe含量为2.5％、润滑剂含量为0.63％和抗氧化剂含量为0.07％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.4g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9.5mpa.m1/2；所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入上述聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；。
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450烧结后得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例二)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为81.5％、聚甲醛共聚物的含量13.1％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2％、eva/poe的含量为2.7％、润滑剂的含量为0.65％和抗氧化剂的含量为0.05％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.4g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9.5mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入上述的聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例三)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为81％、聚甲醛共聚物的含量为13.5％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2％、eva/poe的含量为2.8％、润滑剂的含量为0.68％和抗氧化剂的含量为0.02％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.45g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例四)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为80.6％、聚甲醛共聚物的含量为13.5％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2％、eva/poe的含量为2.8％、润滑剂的含量为0.68％和抗氧化剂的含量为0.02％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.5g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例五)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为80.7％、聚甲醛共聚物的含量为14.2％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2.5％、eva/poe的含量为2％、润滑剂的含量为0.54％和抗氧化剂的含量为0.05％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.4g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例六)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为80.8％、聚甲醛共聚物的含量为14.1％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2.4％、eva/poe的含量为2.1％、润滑剂的含量为0.56％和抗氧化剂的含量为0.04％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.4g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为10mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结的到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例七)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为80.9％、聚甲醛共聚物的含量为14％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2.3％、eva/poe的含量为2.2％、润滑剂的含量为0.57％和抗氧化剂的含量为0.03％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.5g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例八)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为81.1％、聚甲醛共聚物的含量为13.8％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2.2％、eva/poe的含量为2.3％、润滑剂的含量为0.58％和抗氧化剂的含量为0.02％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.45μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.4g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9.5mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例九)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为81.2％、聚甲醛共聚物的含量为13.7％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2.1％、eva/poe的含量为2.4％、润滑剂的含量为0.59％和抗氧化剂的含量为0.01％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.5g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
(实施例十)
本发明提供了一种聚甲醛配方，包括粘结剂和粉末，所述粘结剂的配方比例为：zro2粉末的含量为81.3％、聚甲醛共聚物的含量为13.6％、乙烯/丙烯共聚物的含量为2％、eva/poe的含量为2.5％、润滑剂的含量为0.53％和抗氧化剂的含量为0.07％；所述粉末的规格参数为：bet为10㎡/g、d90为0.4μm、add为4wt％、水分为0.5wt％、灼减为0.8wt％、松装密度为1.5g/cm3、瓦片密度为6g/cm3和韧性为9.5mpa.m1/2，所述配方中粘结剂和粉末以1：4的比例进行混合。
本发明还提供了一种粉末注射成型工艺，其步骤为：
a、混炼：在陶瓷专用混炼机中，将温度设置到190℃后，放入聚甲醛体系混炼180min，从而得到陶瓷喂料，陶瓷喂料流动性为1000g/10min；
b、注射：将混炼制得的陶瓷喂料放入注射机中对产品模具进行注射，注射温度为190℃，模具温度为100℃，压力位150mpa，出模得到毛坯件；
c、脱脂：将毛坯件摆放在催化脱脂炉内，设定温度110℃，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；
d、烧结：将脱脂坯放入烧结炉在空气下烧结，按照1450℃烧结得到成品，烧结密度5.95g/cm3，收缩率为1.29。
以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含。