真空脱脂烧结炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种真空脱脂烧结炉。其目的是为了提供一种结构相对比较简单、操作简单便捷、成本低的脱脂烧结炉。本实用新型包括壳体、石墨盒、石墨加热片、金属加热片和酸气化杯。壳体内部设置有石墨盒，石墨盒外壁设置有石墨加热片，石墨加热片的外围设置有绝热层，绝热层与石墨加热片之间为第三空腔，在绝热层外壁上设置有金属加热片，金属加热片与壳体内壁之间为水冷腔。在壳体顶端安装有多个氮气输入管和酸输入管，氮气输入管一端位于壳体外部，另一端与第三空腔连通，酸输入管一端位于壳体外部，另一端与石墨盒内部连通，在石墨盒中酸输入管的下面设置有酸汽化杯。壳体下端设置有气体排出管，气体排出管一端与石墨盒内部连通，另一端位于壳体外部。
[0001]本实用新型涉及粉末冶金注射部件脱脂装置【技术领域】，特别是涉及一种真空脱脂烧结炉。
[0002]金属粉末注射成型技术(MIM)是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科相互渗透与交叉的技术，利用模具可一次性成型出复杂形状的产品。这种技术最先由美国加州Parmatech公司于上世纪(1973年)发明，八十年代初在欧美及日本等国大范围的应用。这种技术具有步骤少、无需切削或者少量切削的优点，还可以克服传统的粉末冶金工艺制品密度低、材质不均匀、机械物理性能差等缺陷。
[0003]金属粉末注射成型是通过加入粘结剂实现的，而粘结剂多采用聚甲醛(POM)，通过由聚甲醛粘结剂赋予金属粉末充分的流动性，从而使金属粉末形成具有特定产品特征的毛坯，毛坯通过后续的脱脂工序将先前加入的聚甲醛粘结剂脱除，在去除聚甲醛粘结剂时通常是以硝酸或者其他有机酸为催化剂，再经过高温烧结而得到具有金属或者陶瓷性能的产品。现阶段，都是在酸淬炉中将聚甲醛粘结剂分解后，再将初步成型的产品移到烧结炉中，进行残留聚甲醛粘结剂的烧出和产品的烧结致密化。然而由于刚刚分解掉聚甲醛粘结剂的产品强度变低，在从酸淬炉向烧结炉的移动过程中进场会出现产品碎裂的现象，造成不必要的损失，大幅度提升了生产成本。
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构相对比较简单、成本低、操作简单便捷的线]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中:包括壳体、石墨盒、石墨加热片、金属加热片和酸气化杯，在壳体内部的中间位置设置有内部开设有第二空腔的石墨盒，石墨盒的外壁上设置有石墨加热片，在石墨加热片的外围设置有绝热层，绝热层与石墨加热片之间为第三空腔，在绝热层的外壁上设置有金属加热片，在金属加热片与壳体内壁之间为水冷腔，在壳体顶端设置有多个氮气输入管，氮气输入管的一端位于壳体外部，另一端与第三空腔连通，在壳体顶端还设置有多个酸输入管，酸输入管的一端位于壳体外部，另一端与第二空腔连通，在第二空腔中每根酸输入管的下面都设置有一个酸汽化杯，在壳体下端设置有气体排出总管，气体排出总管一端与第二空腔底端连通，另一端位于壳体外部，在位于壳体外部的气体排出总管下部安装有第一气体泵，在位于壳体外部的气体排出总管上连接有气体排出支管，气体排出支管一端与气体排出总管连通，另一端设置有点火装置，在气体排出支管上安装有第二气体泵。
[0006]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中所述壳体为竖直放置的圆柱形结构。
[0007]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中所述金属加热片表面设置有塑料膜。
[0008]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中所述多个氮气输入管都位于壳体顶端的外侧，多个酸输入管都位于壳体顶端的中部。
[0009]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中所述酸汽化杯为水平放置的圆盘形结构，在酸汽化杯的顶端开设有凹槽。
[0010]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中所述位于壳体外部的气体排出总管下部还安装有第一压力调节阀。
[0011]本实用新型真空脱脂烧结炉，其中所述气体排出支管上还安装有第二压力调节阀。
[0013]本实用新型真空脱脂烧结炉与现存技术不同之处在于:本实用新型结构相对比较简单、工作原理巧妙、成本低、脱脂烧结效果好。向在高温石墨盒中通入硝酸或者其他有机酸，硝酸或者其他有机酸高温汽化后与聚甲醛粘结剂反应生成甲醛，将甲醛排出后点燃，保护自然环境，避免了甲醛对人体的危害。在去除聚甲醛粘结剂后，将石墨盒内部的温度上升至1300°C以上，产品做烧结致密化。将脱去聚甲醛粘结剂与烧结的两个过程在一个脱脂烧结炉中完成，大幅度降低了初步成型的产品在移动过程中出现碎裂损坏的现象，避免了不必要的损失，节约了生产成本。
[0017]如图1、图2所示，为本实用新型真空脱脂烧结炉，包括壳体17、石墨盒1、石墨加热片18、金属加热片4和酸气化杯6。壳体17为竖直放置的圆柱形结构,壳体17内部开设有第一空腔。在第一空腔的中间位置设置有长方体形内部开设有第二空腔16的石墨盒1，石墨盒I的外壁上设置有石墨加热片18，在石墨加热片18的外围设置有石墨绝热层3,石墨绝热层3与石墨加热片18之间设置有第三空腔2，在石墨绝热层3的外壁上设置有金属加热片4，金属加热片4表面设置有不与酸反应的塑料膜，在塑料膜与壳体17内壁之间设置有水冷腔5。在壳体17顶端的外侧沿圆周方向均匀的安装有多个氮气输入管8，氮气输入管8的一端位于壳体17外部，另一端依次穿过壳体外壁、塑料膜、金属加热片4和石墨绝热层3伸入到第三空腔2中。在壳体17顶端的中部安装有多个酸输入管7，酸输入管7的一端与壳体17外部连通，另一端依次穿过壳体外壁、塑料膜、金属加热片4、石墨绝热层3、石墨加热片18和石墨盒I的外壁伸入到第二空腔16中，在第二空腔16中每根酸输入管7的下面都设置有一个水平放置的圆盘形酸汽化杯6，酸汽化杯6的顶端开设有凹槽。在壳体17下端设置有气体排出总管9，气体排出总管9 一端依次穿过壳体17外壁、塑料膜、金属加热片
4、石墨绝热层3、石墨加热片18和石墨盒的外壁与第二空腔16的底端连通,另一端位于壳体17外部，在位于壳体17外部的气体排出总管9下部分别安装有第一气体泵14和第一压力调节阀15。在位于壳体17外部的气体排出总管9上部连接有气体排出支管10，气体排出支管10—端与气体排出总管9连通，另一端设置有点火装置11，在气体排出支管10上安装有第二气体泵12和第二压力调节阀13。
[0018]本实用新型的工作过程为:首先在第二空腔16中放入未脱去聚甲醛粘结剂的产品，并向水冷腔5中注满硝酸或者其他有机酸，石墨加热片18和金属加热片4一起进行加热。加热石墨加热片18的目的是为了升高第二空腔16中的温度，使第二空腔16中的温度达到硝酸或者其他有机酸的汽化点。加热金属加热片4的目的是为了提高水冷腔5中注满硝酸或者其他有机酸的温度，防止温度过低硝酸或者其他有机酸凝结。当温度达到83°C左右时，通过氮气输入管8向第三空腔2中充入氮气，同时第二气体泵12和第二压力调节阀13打开，第一气体泵14和第一压力调节阀15关闭，第二气体泵12将第二空腔16中原有的气体排出，可以通过酸输入管7向水冷腔5中的加热过的硝酸或者其他有机酸，也可以将水冷腔5中的硝酸或者其他有机酸通过酸输入管7输入到第二空腔16中，输入到第二空腔16中的硝酸或者其他有机酸流入到酸输入管7下面的酸汽化杯6中。当温度达到100°C左右，汽化的硝酸或者其他有机酸与聚甲醛粘结剂反应生成甲醛，在第二气体泵12的作用下，甲醛通过气体排出支管10排到烧结炉外部并点燃。当温度达到150°C以上剩余的其他杂质和有机物会汽化，此时第二气体泵12和第二压力调节阀13关闭，第一气体泵14和第一压力调节阀15打开,将其他杂质和有机物通过气体排出总管9排出到烧结炉外部，并对其他杂质和有机物冷凝后进行处理。整个过程中向第三空腔2中充入氮气是为了防止第二空腔16中的气体对外进行渗透，由于压强的作用第三空腔2中充入的氮气会渗透到第二空腔16中，但是由于氮气为惰性气体，因此不会对反应产生影响。当脱脂烧结过程完成后，停止对石墨加热片和金属加热片4加热，将水冷腔5中的硝酸或者其他有机酸排出，向水冷腔5中注入冷却水，对烧结炉进行冷却。
[0019]本实用新型真空脱脂烧结炉，向在高温石墨盒I中通入硝酸或者其他有机酸，硝酸或者其他有机酸高温汽化后与聚甲醛粘结剂反应生成甲醛，将甲醛排出后点燃，保护自然环境，避免了甲醛对人体的危害。在去除聚甲醛粘结剂之后，将石墨盒I内部的温度上升至1300°C以上，产品做烧结致密化。将脱去聚甲醛粘结剂与烧结的两个过程在一个脱脂烧结炉中完成，大幅度降低了初步成型的产品在移动过程中出现碎裂损坏的现象，避免了不必要的损失，节约了生产所带来的成本。本实用新型结构相对比较简单、工作原理巧妙、成本低、脱脂烧结效果好，与现存技术相比有着非常明显的优点。
[0020]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式来进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
1.一种真空脱脂烧结炉，其特征是:包括壳体(17)、石墨盒(I)、石墨加热片(18)、金属加热片(4)和酸气化杯￠)，在壳体(17)内部的中间位置设置有内部开设有第二空腔(16)的石墨盒(1)，石墨盒(I)的外壁上设置有石墨加热片(18),在石墨加热片(18)的外围设置有绝热层(3)，绝热层(3)与石墨加热片(18)之间为第三空腔(2)，在绝热层(3)的外壁上设置有金属加热片(4)，在金属加热片(4)与壳体(17)内壁之间为水冷腔(5)，在壳体(17)顶端设置有多个氮气输入管(8)，氮气输入管(8)的一端位于壳体(17)外部，另一端与第三空腔(2)连通，在壳体(17)顶端还设置有多个酸输入管(7)，酸输入管(7)的一端位于壳体(17)外部，另一端与第二空腔(16)连通，在第二空腔(16)中每根酸输入管(7)的下面都设置有一个酸汽化杯￠)，在壳体(17)下端设置有气体排出总管(9)，气体排出总管(9) 一端与第二空腔(16)底端连通，另一端位于壳体(17)外部，在位于壳体(17)外部的气体排出总管(9)下部安装有第一气体泵(14)，在位于壳体(17)外部的气体排出总管(9)上连接有气体排出支管(10)，气体排出支管(10) —端与气体排出总管(9)连通，另一端设置有点火装置(11)，在气体排出支管(10)上安装有第二气体泵(12)。
2.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述壳体(17)为竖直放置的圆柱形结构。
3.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述金属加热片(4)表面设置有塑料膜。
4.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述多个氮气输入管(8)都位于壳体(17)顶端的外侧，多个酸输入管(7)都位于壳体(17)顶端的中部。
5.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述酸汽化杯(6)为水平放置的圆盘形结构，在酸汽化杯(6)的顶端开设有凹槽。
6.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述位于壳体(17)外部的气体排出总管(9)下部还安装有第一压力调节阀(15)。
7.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述气体排出支管(10)上还安装有第二压力调节阀(13)。
8.根据权利要求1所述的真空脱脂烧结炉，其特征是:所述绝热层(3)为石墨绝热层⑶。
【发明者】纪国章, 林舜天, 何建久, 孟坤全, 陈璟文, 祁新亮, 王大伟 申请人:昆山安泰美科金属材料有限公司
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