[发明专利]一种用于陶瓷柱塞注射成型体的高效脱脂装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷注射成型领域，具体涉及一种用于陶瓷柱塞注射成型体的高效脱脂装置及其方法。

背景技术

陶瓷注射成型是一种净尺寸成型工艺，主要技术优势在于机械化程度高、产品尺寸精度和制品表面光洁度高，在制造形状复杂的小尺寸精密陶瓷部件方面具有不可替代性，例如陶瓷柱塞和光纤连接器插芯等。

注射成型中陶瓷粉体依靠有机载体实现流动性，因此有机粘接剂含量较高，必须经过独立的粘接剂脱除步骤才能进行最终的烧结。陶瓷材料在脱脂阶段极易形成各种缺陷，如裂纹、气孔、变形、鼓泡等，并且产生的缺陷无法通过后期烧结阶段进行弥补。因此，脱脂是注射成型制备陶瓷结构件工艺过程中最重要的一环。目前常见脱脂方法包括热脱脂、溶剂萃取脱脂、水基萃取脱脂、虹吸脱脂、催化脱脂、微波脱脂等。工业生产中最长使用的是热脱脂和溶剂萃取脱脂方法。其中，热脱脂是通过加热使有机粘接剂熔融、挥发和裂解脱除，容易使坯体在重力和热应力作用下产生粘性流动变形，因此需要极慢的升温速率，因而往往需要几十个小时进行脱脂，效率低且能耗大。

采用溶剂脱脂将素坯浸于加热的溶剂或溶剂蒸气中，粘接剂组分通过溶解-扩散反应溶于溶剂中，从而达到脱除粘接剂目的，并且适当的溶剂只需几个小时，速度较快，减少了生产周期耗时。现在通常应用于陶瓷注射成型脱脂有机溶剂的有三氯乙烷、二氯甲烷等，这些溶剂有的是致癌的，有的会破坏臭氧层，必须经过回收和严格后处理，增加了生产成本、降低了生产效率。脱脂过程中溶剂的蒸汽还会对环境和操作人员造成危害，从而限制了其发展和应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的脱除效率低、成品率低的问题，本发明提供了一种用于陶瓷柱塞注射成型体的高效脱脂方法及其装置，其具有增加成品率、提高生产效率、降低能耗等特点。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于陶瓷柱塞注射成型体的高效脱脂装置，包括脱脂罐，所述脱脂罐包括上盖和罐体，所述上盖盖设在所述罐体上，所述罐体的外为中空的加热腔结构，所述加热腔内缠绕有电阻丝；所述罐体内设置有放置陶瓷柱塞的载物台，所述载物台上开设有多个通孔，所述罐体内还插设有搅拌桨，所述搅拌桨与控制器电连接。

进一步的，所述上盖上设有安全阀。

进一步的，还包括内衬罐，所述内衬套设在所述罐体内部，所述内衬罐的外壁贴附于所述罐体的内壁。

进一步的，所述内衬罐包括内衬罐盖和内衬罐体，所述内衬罐盖密封盖设于所述内衬罐体上；所述内衬罐盖与所述内衬罐体采用的材质均为聚四氟乙烯。

进一步的，还包括密封垫板，所述密封垫板设置在所述上盖与所述内衬罐盖之间。

一种用于陶瓷柱塞注射成型体的高效脱脂方法，包括以下步骤：

(1)将注射成型体放置于载物台上，向罐体内加入汽油，使所述汽油浸泡所述注射成型体，封闭所述罐体；

(2)控制器控制电阻丝通电加热，且搅拌桨旋转搅动汽油，进行溶剂脱脂，获得生坯；

(3)取出所述生坯，将所述生坯埋入氧化铝粉末，进行热脱脂。

进一步的，步骤(1)中，加入汽油的质量为所述注射成型体质量的10～15倍。

进一步的，步骤(2)中，所述控制器控制电阻丝的加热温度为40～80℃，加热时间为0.5～2小时。

进一步的，步骤(2)中，所述搅拌桨的转速为100～200r/min。

进一步的，步骤(3)中，设置升温速率为1～5℃/min，将所述氧化铝粉末的温度升至750～850℃，且保温1～2小时。

本发明的有益效果为：

(1)采用搅拌桨旋转带动溶剂，强制溶剂循环流动，提高了溶剂萃取注射成型体内有机粘接剂的速率，从而提高脱脂效率；载物台上开设的多个通孔，使注射成型体完全浸泡在溶剂内，且能够保证萃取注射成型体内有机粘接剂与溶剂充分的接触；环绕设置的电阻丝使加热均匀；

(2)罐盖上的安全阀防止溶剂受热挥发而导致气压过大，有效保证生产安全问题；

(3)内衬罐采用聚四氟乙烯衬套可起防泄漏防腐蚀作用，同时内衬罐紧贴罐体利于导热；密闭的内衬罐能减少了萃取过程中溶剂挥发可能带来的危害，且通过搅拌装置增加溶剂的内循环流动，提高了萃取脱脂的效率；

(4)溶剂萃取脱脂与热脱脂相结合的两步脱脂方法，使得脱脂阶段仅耗时8h，而传统热脱脂工艺通常需要近30h，因此极大地缩短了脱脂阶段的时间，提高了生产效率；并且结合热脱脂工艺使得脱脂率达到99％以上，完全满足生产工艺要求；