Einführung in den katalytischen Entbinderprozess bei der Herstellung von MIM Edelstahlteilen

Datum:[2024/7/1]

Das katalytische Entfettungsverfahren Catamold ? ist ein einstufiges Entfettungsverfahren für das Metallpulver-Spritzgie?en, das von Bloemacher von BSAF in Deutschland Anfang der 1990er Jahre entwickelt wurde. Es ist derzeit das am h?ufigsten verwendete katalytische Entfettungsverfahren von inl?ndischen Metallspritzgussherstellern.

1. Arbeitsprinzip der S?ureabscheidung (katalytische Entfettung)

Die Hauptkomponente des Klebstoffs ist Polyoxymethylenharz. Aufgrund der inh?renten chemischen Struktur des Polyoxymethylenharzes wird der Klebstoff direkt durch Gasphasenabbau katalysiert.

Charakteristisch für Polyoxymethylenharzketten sind repetitive Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen, wie in Abbildung 1 dargestellt. Die Sauerstoffatome in Polymerketten reagieren empfindlich auf die Wirkung von S?uren, und wenn sie geeigneten S?urekatalysatoren ausgesetzt sind, k?nnen chemische Reaktionen dazu führen, dass Makromoleküle in CH2O (Formaldehyd)-Einheiten spalten.

Der im Entfettungsprozess übliche Katalysator ist derzeit hochkonzentrierte gasf?rmige Salpeters?ure (die flüssige Salpeters?ure mit einem Salpeters?uregehalt h?her als 98,5%).vergast Die katalytische Reaktion von Salpeters?ure eignet sich besonders für den Entfettungsprozess des Pulverspritzgusses.

Bei 110 ℃, ist die Entfettungsrate sehr hoch, die viel niedriger ist als der Schmelzbereich von Polyformaldehyd (150 ℃~170 ℃). Auf diese Weise wird das Polymer direkt von Feststoff in Gas umgewandelt.

Durch Catamold ? verl?uft die Haftgasschnittstelle je nach Klebstoffart mit einer linearen Geschwindigkeit von 0,5~2mm/h nach innen.

Kleine Formaldehydgasmoleküle (Siedepunkt -21 ℃) k?nnen leicht durch die por?se Au?enschicht der Formteile überlaufen, ohne die Pulverpartikelstapelstruktur zu besch?digen.

Zu diesem Zeitpunkt ist der Klebstoff noch sehr stark, wodurch die Teile w?hrend der Entfettung anhaltend h?rten, plastische Verformungen vermieden und gute Toleranzen erreicht werden.

Nach der vollst?ndigen Entfernung von Polyformaldehyd gibt es immer noch eine bestimmte Menge s?urebest?ndiger Klebstoffkomponente (normalerweise 10% Massenanteil des Klebstoffgehalts), die eine bestimmte Transportst?rke für das vorgeformte Pulver bereitstellen kann.

Diese s?urebest?ndige organische Komponente kann bei anschlie?enden Sinterarbeiten (thermische Entfernung) entfernt werden.

Hinweis: Der Entfettungsprozess entfernt den Klebstoff tats?chlich nicht vollst?ndig, da der Klebstoff etwa 10% an Masse s?urebest?ndiger Komponenten enth?lt, die sicherstellen k?nnen, dass die entfetteten Teile w?hrend des Entfettungsofens, Betriebs oder Eintrittsprozesses nicht kollabieren. Diese s?urebest?ndigen Komponenten werden schlie?lich im Sinterofen entfernt.

2. Katalytische Entfettungsanlage

Die zu entfettenden Teile werden auf die Tr?gerplatte des katalytischen Entfettungsofenrostes MIM gelegt. Der Ofen ist mit einem Ventilator ausgestattet, um eine ausreichende Mischung und Zirkulation des Gases zu gew?hrleisten. Der Katalysator wird durch eine quantitative Pumpe quantitativ in den Ofenk?rper eingespeist und anschlie?end auf einer Keramikplatte verdampft.

Stickstoff dient als Tr?gergas. Lassen Sie entfettete Metallteile nicht korrodieren, sonst wird sich dies negativ auf die Reaktion in der Gasatmosph?re auswirken.

Der experimentelle Entfettungsofen (50L) ben?tigt etwa 40g/h Salpeters?ure und 500L/h Stickstoff. Chargenfett?fen mit einer Kapazit?t von 420 Liter k?nnen bei einigen Ofenherstellern erworben werden. Kontinuierliche Entfettungs?fen k?nnen auch für Entfettungsvorg?nge eingesetzt werden.

Vor Beginn des Entfettungsprozesses sollte ein 1-stündiger Reinigungsvorgang durchgeführt werden, gefolgt von einem gleichm??igen Inertgas im Ofen, und der Ofen und der grüne K?rper sollten auf 110 ℃ erhitzt werden.

Wenn die Entfettungszeit zu lang ist, werden die Teile nicht besch?digt, w?hrend wenn die Entfettungszeit zu kurz ist, Abfall entsteht. Daher wird empfohlen, die Entfettungszeit um ein einstündiges Intervall bis zur Abnahme des Gewichts deutlich zu reduzieren, um eine angemessene Entfettungszeit zu bestimmen.

W?hrend des Versuchs, insbesondere im Vergleich zu Kleinteilen, kann die Entfettungszeit eines voll beladenen Ofens um 50%. Wenn der Anteil steigt, sollten diese Sicherheitsma?nahmen ebenfalls erneut ergriffen werden.

Das entladene Gas muss einer zweistufigen Verbrennungsbehandlung unterzogen werden.

Im ersten Stufe Brenner wird das Reaktionsgas in einer sauerstoffarmen Propanflamme verbrannt. Die Hauptmethode besteht darin, die verbleibende Salpeters?ure und die haupts?chlich durch Salpeters?ure erzeugte NOx-Komponente auf N2 zu reduzieren. Hier hat Formaldehydgas eine starke Reduktionsreaktion.

In der zweiten Stufe des Brenners wird die entworfene und zugeführte Luft vollst?ndig verbrannt. Die Emissionen von Gasen, die nach der Verbrennung in den Rauch gelangen, entsprechen den aktuellen Umweltvorschriften.

3. Teilf?rderung

Die Form der Unterstützung für die Teile im Entfettungsofen h?ngt von der geometrischen Form der Teile ab.

Legen Sie das Formteil in die beste aufrechte Seitenposition auf die Sinterschale. Der Abstand zwischen den Teilen sollte gro? genug sein, um den Gasfluss nicht zu behindern.

Teile k?nnen auf por?sen Platten oder Drahtgeflecht platziert werden, was einen Gasaustausch am Boden der Teile erm?glicht, wodurch die Entfettungszeit verkürzt wird.

Bemerkungen:

Der Entfettungsofen verwendet normalerweise Edelstahlschalen, und die Formteile werden auf Keramikplatten bestimmter Gr??en (wie 100mm bis 100mm) platziert, die sauber auf den Edelstahlschalen angeordnet sind.

Um die besten wirtschaftlichen Vorteile zu erzielen, sollte jeder Ofen bestrebt sein, die optimale Belastbarkeit so weit wie m?glich zu erreichen.

4. Entfettungstemperatur

Um einen sicheren Unterschied mit dem Siedepunkt der Salpeters?ure aufrechtzuerhalten, ist der tats?chliche untere Grenzwert 100 ℃, und der obere Grenzwert wird basierend auf der Schmelztemperatur des Klebstoffs gesetzt (150 ℃~170 ℃).

Tats?chlich ist die obere Grenztemperatur 140 ℃, und es wird im Allgemeinen empfohlen, 110 ℃~120 ℃ zu verwenden.

5. Salpeters?ure

Grunds?tzlich beschleunigt sich die Entfettungsgeschwindigkeit mit steigendem Salpeters?uredurchsatz.

Bei überschreitung der vorgegebenen Durchflussmenge kann die Konzentration von Oxidationsgas plus Formaldehyd im Extremfall zu einer Selbstentzündung führen. Erfahrungsgem?? empfehlen und regulieren wir, dass die Salpeters?urekonzentration h?her als 98,5%.

Um die Sicherheit in der Produktion zu gew?hrleisten, verpflichten Entfettungsofenhersteller in der Regel die Konzentration von Salpeters?ure.

6. Entfettungsrate

Bei einer Ofentemperatur von 110 ℃, liegt die typische Geschwindigkeit an der Entfettungsfront zwischen 1-2mm/h. Wenn die Belastbarkeit des Ofens steigt, muss die Entfettungszeit verl?ngert werden.

Bleibt das Teil l?nger als die minimale Entfettungszeit im Ofen, hat dies in der Regel keine nachteiligen Auswirkungen auf das Teil.

Tipp: Aufgrund der Neigung entfetteter Teile mit Feuchtigkeit in der Luft und Rost in Kontakt zu kommen, legen wir die entfetteten Teile manchmal direkt in den Ofen, bis sie aus dem Ofen entfernt werden müssen; Einige Unternehmen spezialisieren sich auch auf die Herstellung von Stickstoffschutzk?sten zur Lagerung entfetteter und gesinterter Formteile.

7. Steuerung des Defattierungsbetriebs

Es gibt zwei M?glichkeiten, die Wirkung der Entfettung zu erkennen.

7.1 Entfettungsvorg?nge k?nnen durch Wiegen und Erkennen eines oder mehrerer entfetteter Teile gesteuert werden. Berechnen Sie die Entfettungsrate, indem Sie die Gewichts?nderungen der Teile vor und nach der Entfettung messen.

Beim Einstellen von Parametern kann die Entfettungsrate jedes Mal überprüft werden, indem Parameter wie Entfettungszeit und Temperatur angepasst werden, bis sich die Daten nicht mehr ?ndern, um die optimale Parameterkombination zu finden.

7.2 Hilfsprüfmethode: Schneiden Sie den dicksten Teil der Teilewand auf und beobachten Sie die frische Bruchfl?che, um den entfettenden Zustand zu bewerten. Die nicht entfettete Bruchfl?che des Kerns zeigt unterschiedliche Farben. Wenn die Entfettung ausreicht, ist die Farbe der Bruchoberfl?che konsistent.

Entfettungsrate=(Gewicht vor Entfettung; Gewicht nach Entfettung)/Gewicht vor Entfettung

8. Kontinuierliche Entfettung

Die kürzere Entfettungszeit von Catalold ? Formteilen erm?glicht eine kontinuierliche Entfettung und Sinterung.

Wie Batch?fen k?nnen kontinuierliche ?fen auch ein Gemisch aus Stickstoff und Katalysatorgasen verwenden, wobei die Str?mungsrichtung des Gases gegenüber der der Teile steht, w?hrend sie oben entladen und verbrannt werden.

Am Eingang des Ofens müssen die Teile durch ein vorgeheiztes Tor gelangen, um zu verhindern, dass der Katalysator auf der Oberfl?che der Teile kondensiert.
Das Entfettungsverfahren hat ein kontinuierliches Entfettungs- und Sinterofensystem entwickelt. Der Betriebsablauf ist wie folgt:

>Legen Sie das MIM-Formteil in die erste Heizzone der Entfettung und erw?rmen Sie es auf 86 ℃ unter einer Stickstoffatmosph?re, um Kondensation von Salpeters?ure auf dem Knüppel w?hrend des nachfolgenden katalytischen Entfettungsprozesses zu vermeiden.

>Dann bewegen Sie den gebildeten Rohling in die katalytische Entfettungszone, um das Polyformaldehydharz in Formaldehyd zu zerlegen.

>Nach der vorl?ufigen Entfettung tritt der Knüppel durch die erste Reinigungskammer in den Sinterofen ein, und Restbinder wird in der ersten Heizzone des Sinterofens entfernt.

>Anschlie?end wird das Sintern unter Einwirkung von Stickstoff, Wasserstoff, Argon, zersetztem Ammoniak und anderen Mischungen durchgeführt.

9. Zusammenfassung

Ein wichtiges Merkmal der Catamold ? Methode ist die Verwendung von Katalysatoren zur Entfettung, die die flüssige Phase w?hrend der Entfettung eliminiert und die Schw?chen von MIM Produkten vermeidet, die anf?llig für Verformungen und schwierig zu kontrollierende Gr??engenauigkeit sind. Dies ist ein bedeutender Durchbruch in der MIM-Industrie und durch die katalytische Entfettung verkürzt es die Entfettungszeit erheblich, wodurch Kosten gesenkt und die Herstellung von gro?formatigen MIM-Komponenten erm?glicht wird.