[发明专利]一种粉末注射成型喂料的制备设备

说明书

技术领域

本发明涉及粉末注射成型技术领域，尤其涉及一种用于制备粉末注射成型喂料的设备。

背景技术

粉末注射成型主要包括金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)和陶瓷粉末注射成型(Ceramic Powder Injection Molding，简称CIM)，传统的粉末注射成型喂料的制备工艺流程是：配料→混料→破碎→挤出制粒，而采用的设备包括捏合机(或密炼机、高速混合机)、破碎机、螺杆挤出机、切粒机组中的至少两台以上，而且各设备都是独立工作的，在各工序的多台设备之间转移物料，不但降低生产效率，而且转移的过程中容易发生物料的污染从而导致材料的物理、化学性能变化等不利因素，导致整个喂料制备过程受到影响，甚至无法制得符合要求的喂料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种粉末注射成型喂料的制备设备，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

本发明提供以下技术方案来解决技术问题：

一种粉末注射成型喂料的制备设备，包括捏合装置、挤出装置和切粒装置，所述捏合装置的出料口与所述挤出装置的料筒入口端连通，所述切粒装置连接至所述挤出装置的料筒出口端，使得物料经所述捏合装置捏合后直接进入所述挤出装置，并经所述挤出装置后直接进入所述切粒装置进行热切风冷造粒；所述捏合装置包括捏合缸和位于所述捏合缸内底部的捏合桨，所述捏合桨至少部分为螺杆状。本方案中通过将捏合装置和切粒装置分别集成到挤出装置的进料端和出料端，物料经捏合装置内混料捏合直接进入挤出装置的料筒内，无须进行额外的周转，避免了周转过程中物料可能发生的物料污染等物理化学变化，同时也避免了周转过程中物料的冷却，节约了因冷却再升温产生的能耗及工时；在经过挤出装置挤出后，物料直接进入切粒装置进行热切风冷，由于物料没有冷却，且因为采用热切，也不需进行冷却，因此在进行热切之前无需再升温，节约了能耗；另外，对粉末注射成型喂料采用热切，切粒均匀性好，采用风冷，相比采用水冷的方式，避免了脱水的工序。另外，具有螺杆状部分的捏合桨，使得物料与捏合桨和捏合缸之间能充分接触并达到更大的接触速率；特别是通过螺杆状的滚动挤压，对物料具有高度的捏合性和捏合效率。

优选地，所述切粒装置包括切刀和风机，所述切刀用于对物料进行热切，所述风机用于对切粒后的物料进行风冷。采用风机进行风冷，相比采用水冷的方式，避免了切粒后进行脱水的工序。

优选地，所述切刀为碳化钨基硬质合金切刀、碳化钨钛基硬质合金切刀、碳化钛基金属陶瓷切刀、碳氮化钛基金属陶瓷切刀或氧化锆基无机非金属陶瓷切刀。采用上述硬质材料的切刀，能很好地对抗金属或陶瓷粉末对切刀的磨损，无需频繁更换切刀。

优选地，所述挤出装置包括用于控制物料温度的动态温控模块、用于调整挤出螺杆转速的调速模块和设备工作定时模块。

优选地，所述捏合缸具有圆弧形缸底，所述捏合桨中部为Σ形搅拌部分，两端为所述螺杆状部分，且螺杆状部分与所述圆弧形缸底之间的距离≤0.5mm。捏合桨两端为螺杆状部分，配合Σ形部分，不仅能搅拌均匀，而且螺杆状部分与圆弧形缸底相配合，增大了物料与捏合桨和捏合缸之间的接触面积，而且能够充分滚动挤压粉末物料，从而提高捏合效率，又因为两者之间具有极小的间隙使物料与部件间极大接触面并达到更大的接触速率，使得物料受到的捏合挤压效力大大增加。

优选地，所述捏合装置的出料口处设有活动抽拉块，所述活动抽拉块往复运动将物料送至所述挤出装置的料筒内。活动抽拉块避免了物料混合的死角问题，也使得混料不均的问题得以进一步解决，提到捏合混料的效率和效果。

优选地，所述捏合缸具有两个对称设置的所述圆弧形缸底，所述捏合装置具有两个所述捏合桨，分设于两个所述圆弧形缸底内。

优选地，所述活动抽拉块架设于两所述圆弧形缸底之间并位于所述挤出装置的料筒入口上方，且具有凸起的尖峰棱，所述尖峰棱横截面由下而上渐变小并延伸至两所述捏合桨之间并与两侧的所述捏合桨具有同心的结构。具有尖峰棱的活动抽拉块在往复运动的过程中解决了物料混料不均的死角问题、让物料最大限度地与捏合装置的部件间紧密接触，达到更高的混炼效率。

优选地，所述捏合桨的螺杆状部分的截面圆与所述圆弧形缸底的圆弧具有同一圆心。因为捏合桨的螺杆状部分与圆弧形缸底同轴，以同心圆的方式相配合，使得捏合桨的螺杆面与捏合缸的圆弧形面之间的间隙均匀一致，在一定程度上也提高了搅拌捏合的均匀性。