Введение в процесс каталитического обезжиривания при производстве деталей из нержавеющей стали MIM

 

Дата выпуска：[2024/7/1]
 

Каталитическое обезжиривание Catamold? - это поэтапный метод обезжиривания, разработанный Bloemacher из BSAF в Германии в начале 1990 - х годов для инъекционного формования металлических порошков. В настоящее время это наиболее распространенный метод каталитического обезжиривания для отечественных производителей инъекций металлов.

Принцип работы удаления кислоты (каталитическое обезжиривание)

Основным компонентом клея Catamold? является полиформальдегидная смола. Из - за присущей полиформальдегидной смоле химической структуры клей катализируется непосредственно путем разложения в газовой фазе.

Цепочка полиформальдегидной смолы характеризуется повторяющимися углеродно - кислородными связями, как показано на рисунке 1. Атомы кислорода в полимерной цепи чувствительны к действию кислоты, и при воздействии подходящего кислотного катализатора химическая реакция может привести к делению макромолекул на блок CH2O (формальдегид).

Катализатором, обычно используемым в процессе обезжиривания, в настоящее время является высокая концентрация газообразной азотной кислоты (которая газирует жидкую азотную кислоту с содержанием азотной кислоты выше 98,5%). каталитическая реакция азотной кислоты особенно применима к обезжириванию порошка путем инъекции.

При 110°C скорость обезжиривания очень высока, что намного ниже диапазона плавления полиформальдегида (150°C ~ 170°C). Таким образом, полимеры преобразуются непосредственно из твердых веществ в газы.

Благодаря Catamold?, газовый интерфейс связующего вещества простирается внутрь со скоростью линии 0,5 ~ 2 мм / ч в зависимости от типа связующего вещества.

Небольшие молекулы формальдегидного газа (температура кипения - 21°C) могут легко переливаться через пористый внешний слой формованной детали, не разрушая укладку частиц порошка.

На данный момент связующее вещество остается очень прочным, сохраняя твердость деталей во время обезжиривания, избегая любых пластических деформаций и достигая хороших допусков.

После полного удаления полиформальдегида остается определенное количество кислотоустойчивых компонентов клея (обычно 10% массы клея), которые обеспечивают определенную транспортную прочность для предварительно сформированного порошка.

Этот кислотоустойчивый органический компонент может быть удален в ходе последующих работ по спеканию (тепловое удаление).

Примечание: Процесс обезжиривания на самом деле не полностью удаляет клей, так как клей содержит кислотостойкие компоненты примерно 10% массы, что гарантирует, что обезжиренные детали не разрушаются во время обезжиривания печи, работы или входа. Эти кислотоустойчивые компоненты в конечном итоге будут удалены в печи для спекания.

2. Каталитическая обезжиривающая печь

Детали, требующие обезжиривания, помещаются на опорную пластину колосниковой решетки каталитического обезжиривания MIM. Печь оборудована вентилятором для обеспечения полного смешивания и циркуляции газа. Катализатор количественно подается в корпус печи с помощью количественного насоса, а затем испаряется на керамической плите.

Азот как носитель газа. Не допускайте коррозии обезжиренных металлических деталей, иначе это негативно скажется на реакциях, происходящих в газовой среде.

Экспериментальная обезжиривающая печь (50L) требует около 40 г / ч азотной кислоты и 500 л / ч азота. У некоторых производителей печей можно приобрести печи для обезжиривания по частям объемом 420 литров. Непрерывные обезжиривающие печи также могут использоваться для обезжиривания.

Перед началом процесса обезжиривания необходимо провести 1 - часовую чистку, после чего в печи используется однородный инертный газ, а печь и сырая заготовка нагреваются до 110°С.

Если обезжиривание длится слишком долго, оно не повреждает детали, а если обезжиривание слишком короткое, это может привести к отходам. Поэтому, чтобы определить разумное время обезжиривания, рекомендуется интервал обезжиривания 1 час, пока потеря веса не начнет уменьшаться.

Во время эксперимента, особенно по сравнению с мелкими деталями, время обезжиривания в нагруженной печи может быть увеличено на 50%. Аналогичным образом, эти меры безопасности должны быть приняты снова, когда доля увеличивается.

Выбросы газов требуют двухступенчатого сжигания.

В горелке первой ступени реактивный газ сгорает в пламени пропана с дефицитом кислорода. Основной метод состоит в том, чтобы восстановить остаточную азотную кислоту и NOx - компоненты, которые в основном производятся азотной кислотой, до N2. Здесь формальдегидный газ имеет сильную восстановительную реакцию.

В горелке второй ступени сконструированный и добавленный воздух полностью сгорает. Выбросы газов в дымовые пути после сжигания соответствуют действующим экологическим нормам.

3. Поддержка деталей

Форма поддержки детали в обезжиренной печи зависит от геометрии детали.

Поставьте формованные детали в оптимальное вертикальное положение на спеченном лотке. Расстояние между деталями должно быть достаточно большим, чтобы не препятствовать потоку газа.

Детали могут быть размещены на пористой пластине или шелковой сетке, что позволяет проводить газообмен на дне детали, тем самым сокращая время обезжиривания.

Комментарий:

В обезжиренных печах обычно используются поддоны из нержавеющей стали, формованные детали помещаются на керамические пластины определенного размера (например, 100 мм * 100 мм), которые аккуратно расположены на поддонах из нержавеющей стали.

Для получения максимальной экономической выгоды каждая печь должна быть максимально загружена.

4. Температура обезжиривания

Для поддержания безопасной разницы с точкой кипения азотной кислоты фактический нижний предел составляет 100°C, а верхний предел устанавливается в соответствии с температурой плавления связующего вещества (150°C ~ 170°C).

На самом деле, верхняя температура 140 °C, как правило, рекомендуется использовать 110 ° C ~ 120 ° C.

5. Нитраты азота

В принципе, скорость обезжиривания ускоряется с увеличением скорости потока азотной кислоты.

Но при превышении установленной скорости потока концентрация окислительного газа с формальдегидом в крайнем случае может привести к самовозгоранию. Исходя из опыта, мы рекомендуем и предписываем концентрацию азотной кислоты выше 98,5%.

Для обеспечения безопасности производства производители обезжиренных печей обычно требуют концентрации азотной кислоты.

6. Коэффициент обезжиривания

При температуре печи 110°C типичная скорость на переднем крае обезжиривания составляет 1 - 2мм / ч. Если мощность печи увеличивается, необходимо увеличить время обезжиривания.

Если детали остаются в печи дольше минимального времени обезжиривания, они обычно не оказывают негативного воздействия на детали.

Совет: Поскольку обезжиренные детали подвержены воздействию влаги и ржавчины в воздухе, мы иногда помещаем обезжиренные детали непосредственно в печь, пока их не нужно удалить из печи; Некоторые компании также специализируются на производстве азотных защитных контейнеров для хранения обезжиренных и готовых к спеканию деталей.

7. Операционный контроль оттаивания

Есть два способа определить эффект обезжиривания.

7.1 Операция обезжиривания может контролироваться путем взвешивания и обнаружения одной или нескольких обезжиренных деталей. Коэффициент обезжиривания рассчитывается путем измерения изменений качества деталей до и после обезжиривания.

При настройке параметров скорость обезжиривания может быть проверена каждый раз, регулируя такие параметры, как время обезжиривания и температура, пока данные не перестанут меняться, чтобы найти оптимальное сочетание параметров.

7.2 Метод вспомогательных испытаний: разрезать самую толстую часть стенки детали, наблюдать свежие разрывные поверхности и оценивать обезжиривание. Поверхность разлома неочищенного сердечника будет отображаться в разных цветах. Если обезжиривания достаточно, то цвет сломанной поверхности будет совпадать.

Коэффициент обезжиривания = (вес до обезжиривания - вес после обезжиривания) / вес до обезжиривания

8. Непрерывное обезжиривание

Детали Catalold? имеют более короткое время обезжиривания, поэтому их можно использовать для непрерывного обезжиривания и спекания.

Как и в случае с прерывистой печью, в непрерывной печи может использоваться смесь азота и каталитического газа, который течет в направлении, противоположном направлению потока деталей, одновременно выбрасывая и сжигая сверху.

На входе в печь деталь должна пройти через предварительно нагретый затвор, чтобы предотвратить конденсацию катализатора на поверхности детали.
Город Шэньчжэнь Yujiaxin Технологии акционерное общество разработала систему непрерывного обезжиривания и спекания для метода обезжиривания Catamold?. Операционный процесс выглядит следующим образом:

> Поместите MIM - формовочные детали в первую нагревательную зону обезжиривания, нагреваемую до 86 °C в атмосфере азота, чтобы избежать конденсации азотной кислоты на заготовке во время последующего каталитического обезжиривания.

> Затем образовавшаяся заготовка переносится в зону каталитического обезжиривания, а полиформальдегидная смола распадается на формальдегид.

После первичного обезжиривания заготовка попадает в печь спекания через первую очистительную камеру и удаляет остатки связующего вещества в первой нагревательной зоне печи.

> Затем спекание производится под действием азота, водорода, аргона, разлагаемого аммиака и других смесей.

9. Резюме

Важной особенностью метода Catamold? является обезжиривание с использованием катализатора, который устраняет жидкую фазу во время обезжиривания и устраняет слабые стороны продуктов MIM, которые легко деформируются и трудно контролировать точность размера. Это крупный прорыв в индустрии MIM, который значительно сокращает время обезжиривания благодаря каталитическому обезжириванию, что снижает затраты и делает возможным производство больших компонентов MIM.