本發(fā)明涉及一種粉末注射成形的氣體脫脂裝置，特別地，涉及一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽以及使用上述爐膽進(jìn)行脫脂的方法。

背景技術(shù)：

粉末注射成形(powderinjectionmolding，簡稱pim)是傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成型工藝相結(jié)合而形成的一門新型近凈成形技術(shù)。pim過程劃分為幾個階段：原料選配、混煉、制粒、注射成形、脫脂、燒結(jié)等。其中，注射坯在燒結(jié)前必須將其中的粘結(jié)劑從粉末中脫除，否則會造成產(chǎn)品的變形、開裂、成分污染等缺陷，也就是說，脫脂過程是pim工藝中最關(guān)鍵和最困難的環(huán)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)中，脫脂過程往往比較復(fù)雜，且需要結(jié)合多種脫脂方式，例如熱脫脂法、wiech法、水溶解法、metamold法等，但上述方法均會產(chǎn)生各種缺陷。以熱脫脂法為例，其過程主要包括：首先，這是一個化學(xué)反應(yīng)過程，即粘結(jié)劑的熱分解；其次，也是一個物理的傳熱和傳質(zhì)過程，即形成的粘結(jié)劑分解氣體傳輸?shù)矫撝鞅砻孢M(jìn)入外部氣氛。因此，提高熱脫脂的控溫精度不僅有利于脫脂坯的成分穩(wěn)定，而且可以避免產(chǎn)生表面開裂、內(nèi)部裂紋，降低尺寸偏差和變形等缺陷。

目前，在有關(guān)熱處理爐的文獻(xiàn)中，一般通過測取爐體和爐膽之間的溫度，再由操作人員依靠經(jīng)驗來推算爐膽內(nèi)的實(shí)際溫度，然后再對爐體進(jìn)行控溫；在pim工藝中，脫脂爐的專用性強(qiáng)、成本較高；另外，常用的熱封式爐膽難以滿足對于脫脂過程的碳含量控制。

因此，為了降低熱脫脂成本、適應(yīng)實(shí)驗室實(shí)際需求、提高控溫精度和碳含量控制，研發(fā)實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可以降低熱脫脂成本、適應(yīng)實(shí)驗室實(shí)際需求、提高控溫精度和碳含量控制的氣氛脫脂爐，特別是一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽，包括爐膽總成、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷封水套8和熱電偶11，所述爐膽總成包括爐膽主體9、爐膽蓋2和支管3，爐膽主體9與爐膽蓋2之間采用螺栓進(jìn)行連接，采用氟橡膠密封圈進(jìn)行密封，支管3焊接在爐膽蓋2上；所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管10，其一端設(shè)置在爐膽總成外部，另一端插入爐膽主體9內(nèi)，其上設(shè)置有多個氣孔；所述排氣系統(tǒng)包括集脂罐4、水平排氣支管5、豎向排氣支管6，集脂罐4與水平排氣支管5之間、集脂罐4與豎向排氣支管6之間均采用螺紋連接；所述冷封水套8設(shè)置在爐膽主體9的外部，包括進(jìn)水口1、出水口7；所述熱電偶11一端設(shè)置在爐膽總成外部，另一端為熱敏部分，通過爐膽蓋2上的支管3插入爐膽主體9內(nèi)，熱電偶11與支管3之間采用橡膠密封。

優(yōu)選地，所述集脂罐4用于收集有機(jī)粘結(jié)劑分解成分。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管10、豎向排氣支管6上均設(shè)置有閥門。

本發(fā)明還提供了一種使用上述脫脂爐膽進(jìn)行的脫脂方法，包括以下步驟，1)通過升降導(dǎo)軌將脫脂爐膽放置于馬弗爐爐膛內(nèi)，其中脫脂爐膽熱處理區(qū)置于爐膛均溫區(qū)，冷封部分外露，除了冷封水套8外，其余外露部分均裹覆石棉，脫脂爐膽與馬弗爐爐口之間采用石棉進(jìn)行熱封；2)將溶劑脫脂后的臺階狀超細(xì)晶wc/12co注射成形坯放置于舟皿，將三層式不銹鋼焊接擋板放置于脫脂爐膽熱處理區(qū)的后端，在脫脂爐膽外露部分緊靠不銹鋼焊接擋板布置保溫磚，在不銹鋼焊接擋板和保溫磚周邊留有氣流通道；3)開啟循環(huán)冷卻水，使得冷卻水套8處于工作狀態(tài)；4)在通入保護(hù)氣體前，關(guān)閉豎向排氣支管6上的閥門，打開真空泵，通過進(jìn)氣管10預(yù)抽真空和預(yù)充氮?dú)猓?)打開進(jìn)氣管10上的閥門，通入保護(hù)氣體，經(jīng)過檢驗氫氣純度后，在豎向排氣支管6出口處點(diǎn)燃?xì)錃猓哉{(diào)節(jié)氣體流量大??；6)打開加熱控制臺，按照預(yù)設(shè)程序開始加熱，綜合考慮脫脂爐膽的熱電偶11測得的溫度與馬弗爐爐膛的熱電偶測得的溫度以調(diào)控加熱程序；7)完成熱處理后，取下石棉，通過升降導(dǎo)軌將脫脂爐膽進(jìn)行空冷，冷卻后取出舟皿，獲得脫脂坯。

優(yōu)選地，所述超細(xì)晶wc/12co脫脂坯的碳含量為5.50wt.％、氧含量為0.40wt.％。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果有：

1、采用獨(dú)立冷封式爐膽的設(shè)計方式，密封性好、控溫精度高、安全可靠，有利于控制脫脂坯碳含量，降低脫脂坯開裂、變形等缺陷，爐膽和爐體通過石棉進(jìn)行熱封，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、操作靈活度大，可以滿足粉末注射成形熱脫脂工藝需求；

2、將熱電偶的熱敏部分直接伸入脫脂爐膽熱處理區(qū)，直接測得脫脂爐膽內(nèi)的動態(tài)溫度，既可以掌握熱處理區(qū)均溫性，又有利于提高實(shí)際控溫精度；

3、通過集脂罐可以收集因冷卻而液化的有機(jī)粘結(jié)劑揮發(fā)成分和分解成分，有效降低脫脂氣路的堵塞，提高脫脂效率和使用安全性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明的一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽的主視圖；

圖2為本發(fā)明的一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽的左視圖；

圖3為使用本發(fā)明的一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽進(jìn)行脫脂用的三層式不銹鋼焊接擋板的主視圖；

圖4為使用本發(fā)明的一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽進(jìn)行脫脂用的三層式不銹鋼焊接擋板的左視圖；

圖5為臺階狀超細(xì)晶wc/12co脫脂坯與注射坯、燒結(jié)坯尺寸形狀變化對比圖；

圖中附圖標(biāo)記如下：

1-進(jìn)水口，2-爐膽蓋，3-支管，4-集脂罐，5-水平排氣支管，6-豎向排氣支管，7-出水口，8-冷封水套，9-爐膽主體，10-進(jìn)氣管，11-熱電偶。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳述。

如圖1和2所示，一種實(shí)時控溫的冷封式脫脂爐膽，包括爐膽總成、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷封水套8和熱電偶11，其中，

所述爐膽總成包括爐膽主體9、爐膽蓋2和支管3，其中，爐膽主體9與爐膽蓋2之間采用螺栓進(jìn)行連接，采用四氟橡膠密封圈以保證密封性，另外，支管3沿水平方向焊接在爐膽蓋2上；

所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管10，其一端設(shè)置在爐膽總成外部，另一端插入爐膽主體9內(nèi)，用于抽真空和充氮?dú)猓M(jìn)氣管10上設(shè)置有多個氣孔；

所述排氣系統(tǒng)包括集脂罐4、水平排氣支管5、豎向排氣支管6，集脂罐4與水平排氣支管5之間、集脂罐4與豎向排氣支管6之間均采用螺紋連接，所述集脂罐4用于收集因冷卻而液化的有機(jī)粘結(jié)劑分解成分，從而降低脫脂氣路的堵塞；

所述進(jìn)氣管10、豎向排氣支管6上均設(shè)置有閥門；

所述冷封水套8設(shè)置在爐膽主體9的外部，包括進(jìn)水口1、出水口7；

所述熱電偶11一端設(shè)置在爐膽總成外部，另一端為熱敏部分，通過爐膽蓋2上的支管3插入爐膽主體9內(nèi)，熱電偶11與支管3之間采用橡膠密封以保證密封性。

本發(fā)明還公開了一種使用上述脫脂爐膽進(jìn)行脫脂的過程，主要包括以下步驟：

1、通過升降導(dǎo)軌將脫脂爐膽放置于馬弗爐爐膛內(nèi)，其中脫脂爐膽熱處理區(qū)置于爐膛均溫區(qū)，冷封部分外露，應(yīng)當(dāng)注意的是，除了冷封水套8外其余外露部分均裹覆石棉，脫脂爐膽與馬弗爐爐口之間采用石棉進(jìn)行熱封；

2、將溶劑脫脂后的臺階狀超細(xì)晶wc/12co注射成形坯放置于舟皿，將如圖3和4所示的三層式不銹鋼焊接擋板放置于脫脂爐膽熱處理區(qū)的后端，隨后在脫脂爐膽外露部分緊靠不銹鋼焊接擋板布置輕質(zhì)莫來石保溫磚，并確保在不銹鋼焊接擋板和保溫磚周邊留有氣流通道；

3、開啟循環(huán)冷卻水，使得冷卻水套8處于工作狀態(tài)；

4、在通入保護(hù)氣體前，關(guān)閉豎向排氣支管6上的閥門，打開真空泵，通過進(jìn)氣管10預(yù)抽真空和預(yù)充氮?dú)猓?/p>

5、打開進(jìn)氣管10上的閥門，通入保護(hù)氣體，經(jīng)過檢驗氫氣純度后，在豎向排氣支管6出口處點(diǎn)燃?xì)錃?，以調(diào)節(jié)氣體流量大??；

6、打開加熱控制臺，按照預(yù)設(shè)程序開始加熱，在此過程中，綜合考慮脫脂爐膽的熱電偶11測得的溫度與馬弗爐爐膛的熱電偶測得的溫度以調(diào)控加熱程序；

7、完成熱處理后，取下石棉，通過升降導(dǎo)軌將脫脂爐膽進(jìn)行空冷，冷卻后取出舟皿，獲得脫脂坯。

本實(shí)施例中，超細(xì)晶wc/12co熱脫脂坯的碳含量為5.50wt.％、氧含量為0.40wt.％，碳含量略高于理論碳含量，考慮到后續(xù)真空燒結(jié)時存在碳損失，故該脫脂設(shè)備和工藝很好地實(shí)現(xiàn)了熱脫脂坯的成分控制。

如圖5所示，超細(xì)晶wc/12co熱脫脂坯各部分收縮均勻、保形性好、沒有缺陷產(chǎn)生，其最大尺寸偏差為1.5％左右，尺寸精度高。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。