注射成型硬质合金脱脂催化剂的选择

注射成型硬质合金催化脱脂速率由于反应机理的优势,远高于传统的注射成型硬质合金脱脂技术。
 
催化速率
催化反应仅在气体—粘结剂界面上进行,由生坯外部逐渐向内部发展, 催化脱脂从外向内的脱脂机制不产生裂纹和孔洞, 并且可以得到很高的脱脂速率。气体粘结剂界面向内部的移动速率为2-4mm/h, 远高于传统的脱
脂技术。而一般粘结剂为基的注射成形坯的脱脂速率为0.2mm/h, 催化脱脂速率是传统脱脂工艺速率的10~20倍。粘结剂组分、催化气体流量、脱脂时间和脱脂温度具会对催化脱脂率的影响,呈正相关关系。
 
注射成型硬质合金脱脂催化剂的选择
注射成型硬质合金脱脂催化脱脂过程中可在脱脂炉中引入高速惰性气流(氮气、氩气、氦气及其混合物)以加速小分子的扩散, 调节脱脂速率。通过控制催化剂的浓度可以控制脱脂速率。而且随着惰性气体流动速率的降低,脱脂区的催化剂浓度增加, 整个脱脂速率增加。因此, 惰性气流的流动速率要控制在适中的范围内。对于大多数陶瓷注射成型(CIM)粉末原料而言, 硝酸是合适的催化剂。硝酸具有强氧化性和很强的气化倾向,在正常的脱脂条件下, 硝酸蒸气不会沉积在脱除有机载体后的陶瓷零件的毛细管孔内,不会腐蚀炉子结构。对于因氧化而形成硝酸盐的粉末如Y2O3(烧结Si3N4 和SiC的添加剂)等, 草酸是可克服硝酸的缺点成为另一种应用广泛的催化剂。草酸是一种挥发性的有机酸, 室温是固态, 100℃以上升华为气态, 187℃以上分解为CO、CO2 和H2O。因此, 用草酸做催化剂, 催化后的废气处理也比较简单。草酸的应用, 拓宽了原料范围的选择。此外矿物酸、三氟化硼和有机酸等也有一定的应用范围。硝酸作催化剂时, 脱除速率为0.7—1.5mmh-1,且脱脂速率快慢顺序为Si3N4 >ZrO2 >SiC。草酸作催化剂时, 脱脂速率为0.9—1.5mmh-1, 脱脂快慢顺序为ZrO2 >SiC>Si3N4 。可见不同催化剂的催化作用存在很大的差异。两种催化剂作用下的脱脂效果进行了比较, 如图1, 图2所示。
 
硝酸催化图片草酸催化图片

 

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