发明公布-201910876936.3-一种金属注射成型废料的回收方法
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<p>以下内容整理自《发明公布-201910876936.3-一种金属注射成型废料的回收方法.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)中华人民共和国国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 112517902 A</p>
<p>(43)申请公布日 2021.03.19</p>
<p>(21)申请号 201910876936 .3</p>
<p>(22)申请日 2019 .09 .17</p>
<p>(71)申请人 宿迁启祥电子科技有限公司</p>
<p>地址 223600 江苏省宿迁市沭阳县经济开</p>
<p>发区长兴路8号</p>
<p>(72)发明人 邱耀弘</p>
<p>李迎春</p>
<p>夏前云</p>
<p>(74)专利代理机构 上海晨皓知识产权代理事务</p>
<p>所(普通合伙) 31260</p>
<p>代理人 成丽杰</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 1/00(2006 .01)</p>
<p>B22F 9/04(2006 .01)</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>CN 112517902 A</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种金属注射成型废料的回收方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明属于粉末冶金技术领域，</p>
<p>特别涉及一</p>
<p>种金属注射成型废料的回收方法。</p>
<p>本发明所提供</p>
<p>的方法包括如下步骤：</p>
<p>(1 )粉碎：</p>
<p>将金属注射成型</p>
<p>废料粉碎为颗粒；</p>
<p>(2)脱除填充剂：</p>
<p>将废料颗粒浸</p>
<p>泡于溶剂中脱除石蜡填充剂；</p>
<p>在酸性气体环境中</p>
<p>对废料颗粒进行催化脱脂脱除聚甲醛填充剂 ；</p>
<p>(3)脱除骨架粘结剂；</p>
<p>在脱脂炉中，</p>
<p>采用正压气氛</p>
<p>烧除法或负压气氛烧除法，</p>
<p>脱除废料颗粒中的骨</p>
<p>架粘结剂；</p>
<p>( 4 )球磨、</p>
<p>过筛：</p>
<p>对脱除填充剂和骨架</p>
<p>粘结剂的废料颗粒进行球磨分散，</p>
<p>过筛，</p>
<p>即完成</p>
<p>回收。使用本发明所提供的方法，</p>
<p>可回收得到高</p>
<p>纯度的金属或合金粉末，</p>
<p>便于再利用。</p>
<p>说明书4页</p>
<p>CN 112517902 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .一种金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>包括：</p>
<p>(1)粉碎：</p>
<p>将金属注射成型废料粉碎为颗粒；</p>
<p>(2)脱除填充剂：</p>
<p>将废料颗粒浸泡于溶剂中脱除石蜡填充剂，</p>
<p>和/或在酸性气体环境中</p>
<p>对废料颗粒进行催化脱脂脱除聚甲醛填充剂；</p>
<p>(3)脱除骨架粘结剂：</p>
<p>在脱脂炉中，</p>
<p>采用正压气氛烧除法或负压气氛烧除法，</p>
<p>脱除废料</p>
<p>颗粒中的骨架粘结剂；</p>
<p>(4)球磨、</p>
<p>过筛：</p>
<p>对脱除填充剂和骨架粘结剂的废料颗粒进行球磨分散，</p>
<p>过筛，</p>
<p>即完成回</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤(1)中，</p>
<p>述金属注射成型废料粉碎为直径不大于5mm的颗粒。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤(2)中，</p>
<p>溶剂选自石油基溶剂、</p>
<p>三氯乙烯和正溴丙烷中的一种或几种；</p>
<p>所述溶剂的温度为55～65℃，</p>
<p>浸泡时间为3～5小时。</p>
<p>4 .根据权利要求3所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述石油基溶剂</p>
<p>选自煤油、</p>
<p>柴油、</p>
<p>正庚烷中的一种或几种。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤(2)中，</p>
<p>酸性气体选自气化的液体硝酸或气化的固态草酸；</p>
<p>所述酸性气体环境的温度为135～145</p>
<p>催化脱脂反应时间为3～5小时。</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤(3)中，</p>
<p>正压气氛烧除法脱除废料颗粒中的骨架粘结剂的步骤为：</p>
<p>在氢气和氮气混合气氛的脱脂炉</p>
<p>于高温下脱除骨架粘结剂。</p>
<p>7 .根据权利要求6所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述氢气和氮气</p>
<p>混合气氛的气体压力为110～130kpa，</p>
<p>气体流量为30～50c .c ./分钟；</p>
<p>所述氢气和氮气混合</p>
<p>气氛中，</p>
<p>氮气的体积百分含量为50％～100％。</p>
<p>8 .根据权利要求1所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤(3)中，</p>
<p>负压气氛烧除法脱除废料颗粒中的骨架粘结剂的步骤为：</p>
<p>在氮气、氩气或惰性气氛保护的</p>
<p>负压脱脂炉中，</p>
<p>于高温下脱除骨架粘结剂。</p>
<p>9 .根据权利要求8所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述负压脱脂炉</p>
<p>中的气体压力为30～60kpa，</p>
<p>气体流量为5～30c .c ./分钟。</p>
<p>10 .根据权利要求1所述的金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述脱脂炉中</p>
<p>的温度从25℃逐渐升温至550℃，</p>
<p>再降至室温。</p>
<p>CN 112517902 A</p>
<p>1/4 页</p>
<p>一种金属注射成型废料的回收方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明属于粉末冶金技术领域，</p>
<p>特别涉及一种金属注射成型废料的回收方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属注射成形技术采用微米级金属粉末与塑料、</p>
<p>高分子添加剂混合而成喂料进行</p>
<p>注射成形，</p>
<p>来获得大量的产品生坯，</p>
<p>并经过随后的摆排、脱脂、烧结、后制程等，</p>
<p>获得数量可</p>
<p>尺寸精确与质量优良的金属零件。</p>
<p>[0003] 然而，</p>
<p>金属注射成形过程中一定会形成便于喂料流入模穴的流道或水口，</p>
<p>脱模后，</p>
<p>流道和水口须从产品上剪除，</p>
<p>进行破碎再利用。经多次回收再利用的材料会发生高分子裂</p>
<p>解脆化，</p>
<p>影响喂料的韧性，</p>
<p>注射得到的生坯甚至无法保持形状。此外，</p>
<p>在进入烧结阶段之前，</p>
<p>由于检验或意外破损，</p>
<p>也有些生坯需抛弃。因而，</p>
<p>金属注射成形工业中的废弃物料非常多，</p>
<p>包括流道与水口、注射调机排出的废料、清洗螺杆的洗机料、测试与摆排失败的残料、脱脂</p>
<p>后取样以及脱脂后尚未烧结固化的料等。这些无法处理的喂料都是含有高分子聚合物与固</p>
<p>体金属的混合物，</p>
<p>只能以废品方式卖回炼钢厂重新冶炼。</p>
<p>[0004] 德国BASF公司建议制造商采用混合添加方式对其再利用，</p>
<p>但是这种混合法回收也</p>
<p>只能短暂的解决少量的旧料，</p>
<p>而且因为不确定性的粘结剂分解状况，</p>
<p>注射的质量大打折扣，</p>
<p>造成烧结后生坯体出现质量异常，</p>
<p>反而得不偿失。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0005] 本发明的目的在于提供一种金属注射成型废料的回收方法，</p>
<p>以实现对金属注射成</p>
<p>型废料的回收再利用。</p>
<p>[0006] 为解决上述技术问题，</p>
<p>本发明的实施方式提供了一种金属注射成型废料的回收方</p>
<p>包括如下步骤：</p>
<p>(1)粉碎：</p>
<p>将金属注射成型废料粉碎为颗粒。(2)脱除填充剂：</p>
<p>对于有石蜡</p>
<p>基的废料，</p>
<p>将废料颗粒浸泡于溶剂中脱除石蜡填充剂；</p>
<p>对于有聚甲醛基的废料，</p>
<p>在酸性气体</p>
<p>环境中对废料颗粒进行催化脱脂脱除聚甲醛填充剂。上述两种脱除填充剂的步骤可以单独</p>
<p>采用或对同一废料颗粒先后采用，</p>
<p>以保证石蜡填充剂和聚甲醛填充剂充分地脱除。(3)脱除</p>
<p>骨架粘结剂：</p>
<p>在脱脂炉中，</p>
<p>采用正压气氛烧除法或负压气氛烧除法，</p>
<p>脱除废料颗粒中的骨架</p>
<p>粘结剂。(4)球磨、</p>
<p>过筛：</p>
<p>对脱除填充剂和骨架粘结剂的废料颗粒进行球磨分散，</p>
<p>过筛，</p>
<p>成回收。使用本发明所提供的方法，</p>
<p>可回收得到高纯度的金属或合金粉末，</p>
<p>便于再利用。</p>
<p>[0007] 优选地，</p>
<p>步骤(1)中，</p>
<p>将所述金属注射成型废料粉碎为直径不大于5mm的颗粒，</p>
<p>于后续对废料颗粒的充分处理。</p>
<p>[0008] 优选地，</p>
<p>步骤(2)中，</p>
<p>所述溶剂选自石油基溶剂、</p>
<p>三氯乙烯、</p>
<p>正溴丙烷中的一种或几</p>
<p>所述溶剂的温度为55～65℃，</p>
<p>浸泡时间为3～5小时。进一步优选地，</p>
<p>所述石油基溶剂选</p>
<p>自煤油、</p>
<p>柴油、</p>
<p>正庚烷中的一种或几种。在上述溶剂的选择中，</p>
<p>石油基溶剂的获取最为容易，</p>
<p>操作温度较低；</p>
<p>而三氯乙烯、</p>
<p>正溴丙烷溶剂可多次回收再利用，</p>
<p>且安全性高。此外，</p>
<p>溶剂的温</p>
<p>度如果过高、</p>
<p>或浸泡的时间过久，</p>
<p>容易使废料颗粒中的金属粉末分散而不易收集；</p>
<p>而如果溶</p>
<p>CN 112517902 A</p>
<p>2/4 页</p>
<p>剂的温度过低、</p>
<p>或浸泡时间过短，</p>
<p>则萃取效率低、</p>
<p>耗时太长。</p>
<p>[0009] 优选地，</p>
<p>步骤(2)中，</p>
<p>所述酸性气体选自气化的液体硝酸或气化的固态草酸；</p>
<p>酸性气体环境的温度为135～145℃，</p>
<p>催化脱脂反应时间为3～5小时。废料颗粒中的聚甲醛</p>
<p>在高温酸性气体(>90℃)的分解作用下生成甲醛气体，</p>
<p>废料颗粒外层至芯部的聚甲醛逐渐</p>
<p>分解。在此过程中，</p>
<p>酸性气体环境的温度为135～145℃，</p>
<p>如果酸性气体环境的温度如过高，</p>
<p>聚甲醛分解过快，</p>
<p>可能导致废料颗粒发生爆裂而无法收集；</p>
<p>如果酸性气体环境的温度如过</p>
<p>则会使得催化分解效率也很低，</p>
<p>从而不能充分地脱除聚甲醛填充剂。</p>
<p>[0010] 优选地，</p>
<p>步骤(3)中 ，</p>
<p>采用正压气氛烧除法脱除废料颗粒中的骨架粘结剂的步骤</p>
<p>在氢气和氮气混合气氛的脱脂炉中，</p>
<p>于高温下脱除骨架粘结剂。废料颗粒中的骨架粘接</p>
<p>剂主要包括聚丙烯家族(PP)、</p>
<p>聚乙烯家族(PE ,LLDPE、LDPE、HDPE)、</p>
<p>乙烯-醋酸乙烯共聚物</p>
<p>(EVA)、尼龙以及残留的聚甲醛(POM)等，</p>
<p>在氢气和氮</p><hr>
<p>你在实际生产中遇到过类似问题吗？欢迎留言讨论。</p>