[发明专利]一种粉末注塑成型的两段式脱脂方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末注塑成型制程技术领域，具体涉及一种粉末注塑成型的两段式脱脂方法。

背景技术

近几年，粉末注塑成型工艺在3C产品如手机及穿戴式产品等领域受到终端客户的大量运用。粉末注塑成型工艺包括四个阶段：混炼、成型、脱脂和烧结，其中，脱脂是粉末注塑成型工艺中最复杂、最重要的环节。目前最主要的脱脂方式有热脱脂、溶剂脱脂和催化脱脂，在脱脂过程中经常产生很多缺陷，并且脱脂阶段产生的缺陷不能在烧结阶段消除，催化脱脂具有脱脂缺陷少、脱脂速率快等优点，因此，催化脱脂在国内已成为主要的脱脂方式。

CN102554234A公开了一种金属注塑成型结构件的加工方法及其支撑治具，其热脱脂工序；脱脂时间为20小时～30小时，温度为200℃～500℃，分3到4级逐级提高温度，从成型坯件中脱出30％～50％的粘接剂，在高温条件下，粘接剂部分挥发，使成型坯件形成部分通孔状，得到脱脂坯件，该发明的脱脂温度高，脱脂反应过快，坯体内产生气压过大，容易出现脱脂缺陷，并且温度太高易使坯体变形及高分子完全去除后胚体无强度。

催化脱脂程序一般依BASF提供的脱脂条件来进行脱脂，其建议最高的脱脂温度为145℃，脱脂速率为1mm/h×产品厚度，而酸脱脱脂率依不同粉体的粒径、外型分布在7.0～10.2％，所以当成型胚体经过催化脱脂制程后，大概80～95％的POM已脱除，只剩下5～20％的高分子材料零散分布在粉体表面，因此造成脱脂胚体强度骤减，不利于短距离或长距离的输送处理，因此如何解决当前缺点是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粉末注塑成型的两段式脱脂方法，制得的脱脂胚的强度高，便于运输，同时可以改善高温烧结产品变形的问题，可增加产品密度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉末注塑成型的两段式脱脂方法，所述两段式脱脂方法包括低温脱脂段和高温强化段，所述低温脱脂段的温度为40～145℃，所述高温强化段的温度为150～200℃。其中，低温脱脂段的温度又分为溶剂脱脂和催化脱脂的低温脱脂段的脱脂温度：溶剂脱脂的低温脱脂段的脱脂温度为40～100℃，催化脱脂的低温脱脂段的脱脂温度为85～145℃。

前段低温脱脂可以增加脱脂效率，降低因成型应力所造成的部份裂痕；后段高温强化段可以增加脱脂后胚体强度，以利于运输过程中碰撞伤所造成的凹陷、缺料及擦伤等不良，缩短粉体间的距离，增加烧结的致密度，同时改善部份烧结变形，增加产品密度。

脱脂是通过加热及其它物理方法将成型体内的有机物排除并产生少量烧结的过程。脱脂方式可分为催化脱脂和溶剂脱脂，本发明所述两段式脱脂方法中的低温脱脂和所述高温强化段的脱脂适用于催化脱脂或溶剂脱脂，即本发明的两段式脱脂方法适用于蜡基系统的溶剂脱脂方式和塑基系统的催化脱脂方式，两个脱脂方式的高温强化段作用原理是一样的，虽然依照喂料内部高分子使材料成份及量的差异，制得的脱脂胚体的强度会有差异，但总体仍比传统分散方式的强度好很多。

催化脱脂的原理是利用一种催化剂把有机载体分子分解为较小的可挥发的分子，这些分子比其他脱脂过程中的有机载体分子有较高的蒸汽压，能迅速地扩散出坯体。催化脱脂工艺所采用的粘结剂体系一般是由聚醛树脂和起稳定作用的添加剂组成。聚醛基体系由于极性高和粉体之间的相容性好，成型坯体强度高。在酸蒸汽的催化作用下，聚醛类的解聚反应一般在110～150℃之间快速进行，反应产物是气态甲醛单体。此反应温度低于聚甲醛树脂的熔点，以防止液相生成。这样就避免了热脱脂过程中由于生成液相而导致生坯软化，或由于重力、内应力或粘性流动影响而产生的变形和缺陷。气态酸不透过粘结剂，反应只是在气体和粘结剂的界面上进行。气体的扩散限制在已形成的多孔外壳上，在生坯内部不会形成压力。本发明所述的催化脱脂工艺，采用聚甲醛(POM)作为主粘结剂，聚丙烯、聚乙烯等作为辅助材料，在酸性气氛中快速催化分解为甲醛，酸性气氛可以为硝酸、草酸气体，能达到快速脱除粘结剂的效果，在整个脱脂过程中不会产生液相，从而避免了变形、坍塌等脱脂缺陷的产生。