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圖：MIM原料
之前，我們有一篇文章介紹了塑基、蠟基粘結(jié)劑組成上的差別，具體內(nèi)容點(diǎn)擊查看→ 從組成上告訴你：MIM塑基、蠟基粘結(jié)劑有什么差別？今天，我們來(lái)介紹一下塑基、蠟基粘結(jié)劑在混煉、注塑、脫脂和燒結(jié)制程上的差異。
一、混煉階段
蠟基粘結(jié)劑 | 塑基粘結(jié)劑 |
1）混料溫度低于120℃，混煉時(shí)間較短； 2）密封式攪拌混合，氣密設(shè)計(jì)來(lái)減少石蠟加熱損失； 3）可用塑基混煉設(shè)備，但剪切力大要注意溫度控制。 | 1）混料溫度大于150℃，柔煉時(shí)間長(zhǎng)； 2）采用開(kāi)放式混煉捏合； 3）不可用蠟基攪拌混合機(jī)，剪切力不足； 4）特殊粉末混合要采用加氮?dú)獗Ｗo(hù)； 5）高剪切力方可充分柔化塑基膠料。 |
蠟基粘結(jié)劑以石蠟為主，粘度小、易揮發(fā)；故易混煉，但也要注意溫度不宜太高（低于120℃），具備氣密性設(shè)計(jì)減少揮發(fā)損失。
塑基粘結(jié)劑以POM為主，粘度大、揮發(fā)小；需采用剪切力大的混煉機(jī)，且溫度設(shè)定的高一些（大于150℃），以降低粘結(jié)劑粘度；由于溫度較高，且常為開(kāi)放式，為了防止一些特殊金屬粉末被氧化，特殊情況需采用氮?dú)獗Ｗo(hù)。
二、注塑階段
蠟基粘結(jié)劑 | 塑基粘結(jié)劑 |
1）潤(rùn)滑性好，射速慢也可達(dá)成，油壓機(jī)也可以注射； 2）模溫和注射料管溫度低； 3）射速快易導(dǎo)致粉膠分離出現(xiàn)殼層效應(yīng)明顯，這是由于蠟的粘性較低，所以高拋光亮度的零件不易挽救其砂孔缺陷。 | 1）高速電動(dòng)機(jī)方能打好塑基喂料； 2）注塑機(jī)的射速、射壓高，保壓時(shí)間長(zhǎng)； 3）螺桿壓縮比非常重要，螺桿長(zhǎng)度要短； 4）模溫要高(>120℃),以減少注射坯殘留應(yīng)力； 5）料管的溫度控制要更嚴(yán)格，不注射作業(yè)要立刻降溫，避免POM裂解！ |
和混煉類似，塑基粘結(jié)劑的高粘度給注塑也帶來(lái)了難度。蠟基粘結(jié)劑由于粘度低、潤(rùn)滑性好，低壓力、低射速、低模溫注塑機(jī)即可滿足要求，反而射速快易導(dǎo)致粉膠分離，從而導(dǎo)致最終產(chǎn)品的砂孔缺陷。
塑基粘結(jié)劑則需要高速電動(dòng)注塑機(jī)，螺桿要短，射速、射壓、模溫高，保壓時(shí)間長(zhǎng)；另外，料管的溫度控制要更嚴(yán)格，不注射作業(yè)要立刻降溫，避免POM裂解！
三、脫脂階段
蠟基(溶脫/熱脫) | 塑基(酸催化脫) |
1）溶脫使產(chǎn)品易形變； 2）一脫效率低，溶脫設(shè)備安全性差，溶劑防火、回收都造成環(huán)保和安全問(wèn)題； 3）溶脫適合巨大零件, 結(jié)構(gòu)要具有支撐平面。 | 1）快速催化，適合肉厚5mm以下，效率高； 2）設(shè)備簡(jiǎn)單，安全性高； 3）附產(chǎn)物都是氣體(CO2，N2)，易管理。 |
基粘結(jié)劑主要溶劑或熱氣氛脫脂，溶劑會(huì)劣化骨架支撐劑，在溶脫后干燥往往使坯體翹曲變形，相應(yīng)的溶劑還需要防火，溶劑的回收和脫脂爐的安全性能需要重點(diǎn)關(guān)注。
塑基粘結(jié)劑主要通過(guò)酸的催化作用脫脂，這種方法快速，附產(chǎn)物都是CO2、N2類安全氣體，設(shè)備簡(jiǎn)單，易管理。
四、燒結(jié)階段
蠟基(溶脫/熱脫) | 塑基(酸催化脫) |
1）臘基粘結(jié)劑燒結(jié)前段時(shí)間長(zhǎng)； 2）產(chǎn)品變形大； 3）人工成本低。 | 1）臘基粘結(jié)劑燒結(jié)前段時(shí)間短； 2）產(chǎn)品變形小； 3）人工成本較高。 |
臘基粘結(jié)劑燒結(jié)前段(<600℃)時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)生鼻涕狀、黃色蠟渣；由于脫脂時(shí)骨架劑受到劣化，產(chǎn)品變形大；熱脫型蠟基粘結(jié)劑價(jià)格雖高，由于可以使用脫脂燒結(jié)一體爐，人工成本低，在日本地區(qū)受到歡迎。
塑基粘結(jié)劑燒結(jié)前段(<600℃)時(shí)間較短，產(chǎn)生瀝青狀、墨綠黃蠟渣，且不易清理。另外，塑基粘結(jié)劑相對(duì)變形小。
總結(jié) 以上四個(gè)制程的差別，可以看出，蠟基粘結(jié)劑混煉和注塑過(guò)程要求簡(jiǎn)單，但燒結(jié)件變形較大；塑基粘結(jié)劑混煉和注塑過(guò)程要求較高，正是由于其粘度相對(duì)較大等原因，燒結(jié)件變形小。當(dāng)然，不同企業(yè)具體細(xì)節(jié)參數(shù)不同，也會(huì)有一定的出入。
五、粘結(jié)劑全球市場(chǎng)趨勢(shì)如何？
圖：全球MIM粘結(jié)劑使用情況
全球范圍內(nèi)，有六個(gè)地區(qū)值得關(guān)注。下面通過(guò)表格說(shuō)明：
催化脫脂/塑基 | 溶劑脫脂/蠟基 | 熱脫脂/蠟基 | |
大陸 | 80% | 20% | |
臺(tái)灣 | 30% | 70% | |
日本 | 約100% | ||
歐洲 | 最普及 | ||
北美 | 大部分 | ||
印度 | 20% | 80% |
由上圖看出，酸脫酯在歐洲應(yīng)用最多，其次是國(guó)內(nèi)；北美地區(qū)主要使用溶劑脫脂/蠟基粘結(jié)劑，日本主要使用熱脫脂/蠟基粘結(jié)劑，但這兩個(gè)地區(qū)也在13年起慢慢接受塑基粘結(jié)劑。塑基粘結(jié)劑由于產(chǎn)品變形小，相對(duì)不易產(chǎn)生砂孔等缺陷，開(kāi)始慢慢得到全球市場(chǎng)的肯定！
本文節(jié)選《MIM工程開(kāi)發(fā)：喂料的粘結(jié)劑系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)》，作者：趙育德；艾邦高分子整理。下一篇MIM文章為《從業(yè)MIM多年，您知道POM為什么能做粘結(jié)劑嗎？》，敬請(qǐng)期待！
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