一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，該方法包括：一、對(duì)金屬絲網(wǎng)表面進(jìn)行清潔處理、退火處理和校平處理；二、將多個(gè)金屬絲網(wǎng)疊層鋪設(shè)得到金屬絲網(wǎng)組件，焊接致密金屬板，得到金屬絲網(wǎng)板；三、將金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中燒結(jié)；四、將金屬粉末嵌入金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內(nèi)，表面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑；五、將澆注粘結(jié)劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，得到復(fù)合金屬多孔板。本發(fā)明采用金屬粉末和金屬絲網(wǎng)復(fù)合的方法，能夠有效地提高金屬多孔材料的力學(xué)性能，可以突破成型設(shè)備對(duì)金屬多孔板尺寸的限制，通過(guò)材料粒度及配方的選擇，復(fù)合工藝、燒結(jié)工藝的設(shè)計(jì)可制備出孔徑均勻、透氣系數(shù)高的多種尺寸復(fù)合金屬多孔材料。
【專利說(shuō)明】
一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合金屬多孔材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]金屬多孔材料主要用于聚酯、油品、制藥、食品飲料及化工產(chǎn)品的過(guò)濾，也用于水及空氣等的過(guò)濾。它具有優(yōu)異的耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性、力學(xué)性能(延性和沖擊強(qiáng)度) 等特性，并且還具有制造工藝簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、可再生等特點(diǎn)，此外還有透過(guò)性、消音等特殊性能，因此在石油化工、能源、環(huán)保、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的過(guò)濾、分離、流體分布等功能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，制備金屬多孔板的方法有:冷等靜壓成型和振動(dòng)成型。這兩種方法制備金屬多孔板，不僅存在板的尺寸受設(shè)備所限，而且設(shè)備成本偏高。同時(shí)，單純的金屬粉末多孔板在一些高壓環(huán)境下使用，也存在強(qiáng)度偏低的問(wèn)題，無(wú)法滿足高壓等條件比較苛刻環(huán)境得使用要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法。該方法設(shè)計(jì)合理、不需要特殊設(shè)備、操作步驟簡(jiǎn)便且使用效果好;采用金屬粉末和金屬絲網(wǎng)復(fù)合的方法能夠有效地提高金屬多孔材料的力學(xué)性能，可以突破成型設(shè)備對(duì)金屬多孔板尺寸的限制。通過(guò)材料粒度及配方的選擇，復(fù)合工藝、燒結(jié)工藝的設(shè)計(jì)可制備出孔徑均勻、透氣系數(shù)高的多種尺寸復(fù)合金屬多孔材料。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟一、對(duì)金屬絲網(wǎng)表面進(jìn)行清潔處理，然后對(duì)經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行退火處理，再對(duì)經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行校平處理；
[0007]步驟二、將多個(gè)步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設(shè)得到金屬絲網(wǎng)組件， 然后在所述金屬絲網(wǎng)組件外圍焊接致密金屬板，得到金屬絲網(wǎng)板;所述致密金屬板的材質(zhì)與金屬絲網(wǎng)材質(zhì)相同；
[0008]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空條件下或氫氣氣氛中燒結(jié)；
[0009]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結(jié)后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內(nèi)，然后在金屬絲網(wǎng)板表面包覆金屬粉末并向包覆有金屬粉末的金屬絲網(wǎng)板上澆注粘結(jié)劑;所述粘結(jié)劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結(jié)劑中松油醇的質(zhì)量百分含量為3%?8%，聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量百分含量為1%?3% ;所述金屬粉末的材質(zhì)與金屬絲網(wǎng)材質(zhì)相同；
[0010]步驟五、將步驟四中澆注粘結(jié)劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空條件下或氫氣氣氛中燒結(jié)，得到復(fù)合金屬多孔板。
[0011]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑為50WI1?400WI1。
[0012]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述退火處理的溫度為300°C?700°C，保溫時(shí)間為lh?2h。
[0013]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟二中所述金屬絲網(wǎng)組件的層數(shù)為3?10層。
[0014]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟二中所述致密金屬板的寬度為30mm?50mm。
[0015]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述燒結(jié)的溫度為金屬絲網(wǎng)熔點(diǎn)的0.75?0.9倍，時(shí)間為lh?5h。
[0016]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟四中所述金屬粉末的粒度為20M1?80mi，且金屬粉末的粒徑小于金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑。
[0017]上述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述燒結(jié)的溫度為金屬粉末熔點(diǎn)的0.75?0.9倍，時(shí)間為2h?3h。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、本發(fā)明操作步驟簡(jiǎn)單，不需添加特殊添加劑，且對(duì)復(fù)合金屬多孔板的尺寸無(wú)限制，不僅解決了粉末大尺寸板強(qiáng)度低，易開(kāi)裂的問(wèn)題，而且可以解決絲網(wǎng)大尺寸板過(guò)濾精度較低的問(wèn)題。
[0020]2、本發(fā)明適用范圍廣且實(shí)用價(jià)值高，能推廣適用于各種金屬材質(zhì)板的制備，也可以根據(jù)需求將復(fù)合金屬多孔材料制備成多孔管。[〇〇21 ]3、本發(fā)明能制備出孔徑為5ym?26ym，透氣系數(shù)為50m3/(h ? kPa ? m2)?300m3/(h ? kPa ? m2)，厚度可達(dá)到15mm?40mm的復(fù)合金屬多孔板。另外，所加工的復(fù)合金屬多孔板的孔隙率高且強(qiáng)度高，還具有透氣均勻，孔徑分布均勻等特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；a(chǎn)。
[0022]4、采用本發(fā)明的方法制備的復(fù)合金屬多孔板適用領(lǐng)域廣，能適用于冶金、環(huán)保、食品生產(chǎn)、航空化工等行業(yè)中的過(guò)濾與分離、流量控制等技術(shù)領(lǐng)域中。
[0023]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、不需要特殊設(shè)備、操作步驟簡(jiǎn)便且使用效果好。采用金屬粉末和金屬絲網(wǎng)復(fù)合的方法能夠有效地提高金屬多孔材料的力學(xué)性能，可以突破成型設(shè)備對(duì)金屬多孔板尺寸的限制。通過(guò)材料粒度及配方的選擇，復(fù)合工藝、燒結(jié)工藝的設(shè)計(jì)可制備出孔徑均勻、透氣系數(shù)高的多種尺寸復(fù)合金屬多孔材料。[〇〇24]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[〇〇25] 說(shuō)明書(shū)附圖
[0026]圖1為本發(fā)明金屬絲網(wǎng)板的結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇27] 附圖標(biāo)記說(shuō)明:[〇〇28] 1 一金屬絲網(wǎng)；2—致密金屬板?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029] 實(shí)施例1[0〇3〇] 本實(shí)施例選用的金屬絲網(wǎng)直徑為600mm的圓形316L不銹鋼絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)中絲的直徑為0.5mm，網(wǎng)孔孔徑為400mi，選用的致密金屬板為致密316L不銹鋼板，選用的金屬粉末為粒度50wii?80wii的316L不銹鋼粉末，制備復(fù)合金屬多孔板的方法包括以下步驟:[〇〇31] 步驟一、對(duì)金屬絲網(wǎng)表面進(jìn)行清潔處理，然后在真空條件下對(duì)經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行退火處理，退火處理溫度為500°C，保溫時(shí)間為2h，再對(duì)經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行校平處理；[〇〇32]步驟二、將5個(gè)步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設(shè)得到金屬絲網(wǎng)組件，然后在所述金屬絲網(wǎng)組件外圍焊接寬度為30mm，厚度與金屬絲網(wǎng)組件厚度相同的致密金屬板，得到金屬絲網(wǎng)板，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；[〇〇33]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空度小于l(T2Pa的條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為金屬絲網(wǎng)熔點(diǎn)的0.9倍，時(shí)間為lh;
[0034]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結(jié)后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內(nèi)，然后在金屬絲網(wǎng)板表面包覆金屬粉末并向包覆有金屬粉末的金屬絲網(wǎng)板上澆注粘結(jié)劑(粘結(jié)劑的用量以使金屬絲網(wǎng)板表面包覆的金屬粉末不掉落為宜)；所述粘結(jié)劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結(jié)劑中松油醇的質(zhì)量百分含量為5%，聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量百分含量為 2% ；
[0035]嵌入金屬粉末時(shí)可采用振動(dòng)方式使金屬粉末均勻嵌入網(wǎng)孔內(nèi)；包覆時(shí)先在金屬絲網(wǎng)板一面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑，然后將金屬絲網(wǎng)板翻過(guò)來(lái)，在另一面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑；
[0036]步驟五、將步驟四中澆注粘結(jié)劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空度小于1(T 2Pa的條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為金屬粉末熔點(diǎn)的0.9倍，時(shí)間為2h，得到復(fù)合金屬多孔板。 [〇〇37]本實(shí)施例制備的復(fù)合金屬多孔板的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度為26MPa，孔徑約26_，透氣系數(shù)為300m3/(h ? kPa ? m2)以上，厚度為22mm。
[0038]實(shí)施例2
[0039]本實(shí)施例選用的金屬絲網(wǎng)為直徑為1600mm的圓形蒙乃爾合金絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)中絲的直徑為0.3mm，網(wǎng)孔孔徑為178wn，選用的致密金屬板為致密蒙乃爾合金板，選用的金屬粉末為30mi?60mi的蒙乃爾合金粉末，制備復(fù)合金屬多孔板的方法包括以下步驟:
[0040]步驟一、對(duì)金屬絲網(wǎng)表面進(jìn)行清潔處理，然后在真空條件下對(duì)經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行退火處理，退火處理溫度為300°C，保溫時(shí)間為1.5h，再對(duì)經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行校平處理；
[0041]步驟二、將10個(gè)步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設(shè)得到金屬絲網(wǎng)組件， 然后在所述金屬絲網(wǎng)組件外圍焊接寬度為50mm，厚度與金屬絲網(wǎng)組件厚度相同的致密金屬板，得到金屬絲網(wǎng)板，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；[〇〇42]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛中燒結(jié)，氫氣流量為9 X l(T2m3.mirT1，燒結(jié)溫度約為金屬絲網(wǎng)熔點(diǎn)的0.8倍，時(shí)間為5h;[〇〇43]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結(jié)后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內(nèi)，然后在金屬絲網(wǎng)板表面包覆金屬粉末并向包覆有金屬粉末的金屬絲網(wǎng)板上澆注粘結(jié)劑(粘結(jié)劑的用量以使金屬絲網(wǎng)板表面包覆的金屬粉末不掉落為宜)；所述粘結(jié)劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結(jié)劑中松油醇的質(zhì)量百分含量為3%，聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量百分含量為 1%；
[0044]嵌入金屬粉末時(shí)可采用振動(dòng)方式使金屬粉末均勻嵌入網(wǎng)孔內(nèi)；包覆時(shí)先在金屬絲網(wǎng)板一面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑，然后將金屬絲網(wǎng)板翻過(guò)來(lái)，在另一面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑；
[0045]步驟五、將步驟四中澆注粘結(jié)劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛中燒結(jié)，氫氣流量為9 X l(T2m3.mirT1，燒結(jié)溫度約為金屬粉末熔點(diǎn)的0.8倍，時(shí)間為3h，得到復(fù)合金屬多孔板。[〇〇46]本實(shí)施例制備的復(fù)合金屬多孔板的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度為28MPa，孔徑約15_，透氣系數(shù)為 120m3/(h ? kPa ? m2)以上，厚度為40mm。[〇〇47] 實(shí)施例3[〇〇48] 本實(shí)施例選用的金屬絲網(wǎng)為直徑為1200mm的圓形鈦絲網(wǎng)，金屬絲網(wǎng)中絲的直徑為 0.3mm，網(wǎng)孔孔徑為50wii，選用的致密金屬板為致密鈦板，選用的金屬粉末為20wii?40wii的鈦粉末，制備復(fù)合金屬多孔板的方法包括以下步驟:[〇〇49] 步驟一、對(duì)金屬絲網(wǎng)表面進(jìn)行清潔處理，然后在真空條件下對(duì)經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行退火處理，退火處理溫度為700°C，保溫時(shí)間為lh，再對(duì)經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行校平處理；
[0050]步驟二、將3個(gè)步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設(shè)得到金屬絲網(wǎng)組件，然后在所述金屬絲網(wǎng)組件外圍焊接寬度為40mm，厚度與金屬絲網(wǎng)組件厚度相同的致密金屬板，得到金屬絲網(wǎng)板，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；
[0051]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為金屬絲網(wǎng)熔點(diǎn)的0.75倍，時(shí)間為3h;[〇〇52]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結(jié)后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內(nèi)，然后在金屬絲網(wǎng)板表面包覆金屬粉末并向包覆有金屬粉末的金屬絲網(wǎng)板上澆注粘結(jié)劑(粘結(jié)劑的用量以使金屬絲網(wǎng)板表面包覆的金屬粉末不掉落為宜)；所述粘結(jié)劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結(jié)劑中松油醇的質(zhì)量百分含量為8%，聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量百分含量為 3%；
[0053]嵌入金屬粉末時(shí)可采用振動(dòng)方式使金屬粉末均勻嵌入網(wǎng)孔內(nèi)；包覆時(shí)先在金屬絲網(wǎng)板一面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑，然后將金屬絲網(wǎng)板翻過(guò)來(lái)，在另一面包覆金屬粉末并澆注粘結(jié)劑；[〇〇54]步驟五、將步驟四中澆注粘結(jié)劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為金屬粉末恪點(diǎn)的〇.75倍，時(shí)間為2.5h，得到復(fù)合金屬多孔板。[〇〇55]本實(shí)施例制備的復(fù)合金屬多孔板的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度為22MPa，孔徑約5wii，透氣系數(shù)為50m3/(h ? kPa ? m2)以上，厚度為15mm。
[0056]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一、對(duì)金屬絲網(wǎng)表面進(jìn)行清潔處理，然后對(duì)經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行退火處 理，再對(duì)經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進(jìn)行校平處理；步驟二、將多個(gè)步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設(shè)得到金屬絲網(wǎng)組件，然后 在所述金屬絲網(wǎng)組件外圍焊接致密金屬板，得到金屬絲網(wǎng)板;所述致密金屬板的材質(zhì)與金 屬絲網(wǎng)材質(zhì)相同；步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空條件下或氫氣氣氛中燒結(jié)；步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結(jié)后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內(nèi)，然后在金屬絲網(wǎng) 板表面包覆金屬粉末并向包覆有金屬粉末的金屬絲網(wǎng)板上澆注粘結(jié)劑;所述粘結(jié)劑為松油 醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結(jié)劑中松油醇的質(zhì)量百分含量為3%?8%，聚乙烯醇 縮丁醛的質(zhì)量百分含量為1 %?3% ;所述金屬粉末的材質(zhì)與金屬絲網(wǎng)材質(zhì)相同；步驟五、將步驟四中澆注粘結(jié)劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結(jié)爐中，在真空條件下或氫氣 氣氛中燒結(jié)，得到復(fù)合金屬多孔板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述 金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑為50wii?400mi。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟一中所述 退火處理的溫度為300°C?700°C，保溫時(shí)間為lh?2h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟二中所述 金屬絲網(wǎng)組件的層數(shù)為3?10層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟二中所述 致密金屬板的寬度為30mm?50mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述 燒結(jié)的溫度為金屬絲網(wǎng)熔點(diǎn)的0.75?0.9倍，時(shí)間為lh?5h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟四中所述 金屬粉末的粒度為20wii?80wii，且金屬粉末的粒徑小于金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述 燒結(jié)的溫度為金屬粉末熔點(diǎn)的0.75?0.9倍，時(shí)間為2h?3h。
【文檔編號(hào)】B22F3/11GK105965020SQ201610348231
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】汪強(qiáng)兵, 李廣忠, 李燁, 楊保軍, 黃愿平, 劉曉青
【申請(qǐng)人】西北有色金屬研究院