[發明專利]一種用于陶瓷柱塞注射成型體的高效脫脂裝置及其方法

在審

• 申請號: 201611225613.0
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106588033A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 胡玲莉;張術生;李婷婷
• 申請（專利權）人: 深圳方泰新材料技術有限公司
• 主分類號: C04B35/638
• 分類號: C04B35/638
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司11471
• 代理人: 劉靜榮

技術領域

本發明屬于陶瓷注射成型領域，具體涉及一種用于陶瓷柱塞注射成型體的高效脫脂裝置及其方法。

背景技術

陶瓷注射成型是一種凈尺寸成型工藝，主要技術優勢在于機械化程度高、產品尺寸精度和制品表面光潔度高，在制造形狀復雜的小尺寸精密陶瓷部件方面具有不可替代性，例如陶瓷柱塞和光纖連接器插芯等。

注射成型中陶瓷粉體依靠有機載體實現流動性，因此有機粘接劑含量較高，必須經過獨立的粘接劑脫除步驟才能進行最終的燒結。陶瓷材料在脫脂階段極易形成各種缺陷，如裂紋、氣孔、變形、鼓泡等，并且產生的缺陷無法通過后期燒結階段進行彌補。因此，脫脂是注射成型制備陶瓷結構件工藝過程中最重要的一環。目前常見脫脂方法包括熱脫脂、溶劑萃取脫脂、水基萃取脫脂、虹吸脫脂、催化脫脂、微波脫脂等。工業生產中最長使用的是熱脫脂和溶劑萃取脫脂方法。其中，熱脫脂是通過加熱使有機粘接劑熔融、揮發和裂解脫除，容易使坯體在重力和熱應力作用下產生粘性流動變形，因此需要極慢的升溫速率，因而往往需要幾十個小時進行脫脂，效率低且能耗大。

采用溶劑脫脂將素坯浸于加熱的溶劑或溶劑蒸氣中，粘接劑組分通過溶解-擴散反應溶于溶劑中，從而達到脫除粘接劑目的，并且適當的溶劑只需幾個小時，速度較快，減少了生產周期耗時。現在通常應用于陶瓷注射成型脫脂有機溶劑的有三氯乙烷、二氯甲烷等，這些溶劑有的是致癌的，有的會破壞臭氧層，必須經過回收和嚴格后處理，增加了生產成本、降低了生產效率。脫脂過程中溶劑的蒸汽還會對環境和操作人員造成危害，從而限制了其發展和應用。

發明內容

為了解決現有技術存在的脫除效率低、成品率低的問題，本發明提供了一種用于陶瓷柱塞注射成型體的高效脫脂方法及其裝置，其具有增加成品率、提高生產效率、降低能耗等特點。

本發明所采用的技術方案為：

一種用于陶瓷柱塞注射成型體的高效脫脂裝置，包括脫脂罐，所述脫脂罐包括上蓋和罐體，所述上蓋蓋設在所述罐體上，所述罐體的外為中空的加熱腔結構，所述加熱腔內纏繞有電阻絲；所述罐體內設置有放置陶瓷柱塞的載物臺，所述載物臺上開設有多個通孔，所述罐體內還插設有攪拌槳，所述攪拌槳與控制器電連接。

進一步的，所述上蓋上設有安全閥。

進一步的，還包括內襯罐，所述內襯套設在所述罐體內部，所述內襯罐的外壁貼附于所述罐體的內壁。

進一步的，所述內襯罐包括內襯罐蓋和內襯罐體，所述內襯罐蓋密封蓋設于所述內襯罐體上；所述內襯罐蓋與所述內襯罐體采用的材質均為聚四氟乙烯。

進一步的，還包括密封墊板，所述密封墊板設置在所述上蓋與所述內襯罐蓋之間。

一種用于陶瓷柱塞注射成型體的高效脫脂方法，包括以下步驟：

(1)將注射成型體放置于載物臺上，向罐體內加入汽油，使所述汽油浸泡所述注射成型體，封閉所述罐體；

(2)控制器控制電阻絲通電加熱，且攪拌槳旋轉攪動汽油，進行溶劑脫脂，獲得生坯；

(3)取出所述生坯，將所述生坯埋入氧化鋁粉末，進行熱脫脂。

進一步的，步驟(1)中，加入汽油的質量為所述注射成型體質量的10～15倍。

進一步的，步驟(2)中，所述控制器控制電阻絲的加熱溫度為40～80℃，加熱時間為0.5～2小時。

進一步的，步驟(2)中，所述攪拌槳的轉速為100～200r/min。

進一步的，步驟(3)中，設置升溫速率為1～5℃/min，將所述氧化鋁粉末的溫度升至750～850℃，且保溫1～2小時。

本發明的有益效果為：

(1)采用攪拌槳旋轉帶動溶劑，強制溶劑循環流動，提高了溶劑萃取注射成型體內有機粘接劑的速率，從而提高脫脂效率；載物臺上開設的多個通孔，使注射成型體完全浸泡在溶劑內，且能夠保證萃取注射成型體內有機粘接劑與溶劑充分的接觸；環繞設置的電阻絲使加熱均勻；

(2)罐蓋上的安全閥防止溶劑受熱揮發而導致氣壓過大，有效保證生產安全問題；

(3)內襯罐采用聚四氟乙烯襯套可起防泄漏防腐蝕作用，同時內襯罐緊貼罐體利于導熱；密閉的內襯罐能減少了萃取過程中溶劑揮發可能帶來的危害，且通過攪拌裝置增加溶劑的內循環流動，提高了萃取脫脂的效率；

(4)溶劑萃取脫脂與熱脫脂相結合的兩步脫脂方法，使得脫脂階段僅耗時8h，而傳統熱脫脂工藝通常需要近30h，因此極大地縮短了脫脂階段的時間，提高了生產效率；并且結合熱脫脂工藝使得脫脂率達到99％以上，完全滿足生產工藝要求；