一種復合金屬多孔板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復合金屬多孔板的制備方法，該方法包括：一、對金屬絲網(wǎng)表面進行清潔處理、退火處理和校平處理；二、將多個金屬絲網(wǎng)疊層鋪設得到金屬絲網(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)板置于燒結爐中燒結；四、將金屬粉末嵌入金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內，表面包覆金屬粉末并澆注粘結劑；五、將澆注粘結劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中燒結，得到復合金屬多孔板。本發(fā)明采用金屬粉末和金屬絲網(wǎng)復合的方法，能夠有效地提高金屬多孔材料的力學性能，可以突破成型設備對金屬多孔板尺寸的限制，通過材料粒度及配方的選擇，復合工藝、燒結工藝的設計可制備出孔徑均勻、透氣系數(shù)高的多種尺寸復合金屬多孔材料。
【專利說明】
一種復合金屬多孔板的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于復合金屬多孔材料制備技術領域，具體涉及一種復合金屬多孔板的制備方法。【背景技術】
[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)品的過濾，也用于水及空氣等的過濾。它具有優(yōu)異的耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性、力學性能(延性和沖擊強度) 等特性，并且還具有制造工藝簡單、使用壽命長、可再生等特點，此外還有透過性、消音等特殊性能，因此在石油化工、能源、環(huán)保、食品、醫(yī)藥等領域的過濾、分離、流體分布等功能領域得到廣泛應用。
[0003]目前，制備金屬多孔板的方法有:冷等靜壓成型和振動成型。這兩種方法制備金屬多孔板，不僅存在板的尺寸受設備所限，而且設備成本偏高。同時，單純的金屬粉末多孔板在一些高壓環(huán)境下使用，也存在強度偏低的問題，無法滿足高壓等條件比較苛刻環(huán)境得使用要求。
【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種復合金屬多孔板的制備方法。該方法設計合理、不需要特殊設備、操作步驟簡便且使用效果好;采用金屬粉末和金屬絲網(wǎng)復合的方法能夠有效地提高金屬多孔材料的力學性能，可以突破成型設備對金屬多孔板尺寸的限制。通過材料粒度及配方的選擇，復合工藝、燒結工藝的設計可制備出孔徑均勻、透氣系數(shù)高的多種尺寸復合金屬多孔材料。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種復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、對金屬絲網(wǎng)表面進行清潔處理，然后對經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進行退火處理，再對經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進行校平處理；
[0007]步驟二、將多個步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設得到金屬絲網(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與金屬絲網(wǎng)材質相同；
[0008]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空條件下或氫氣氣氛中燒結；
[0009]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內，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)板上澆注粘結劑;所述粘結劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結劑中松油醇的質量百分含量為3%?8%，聚乙烯醇縮丁醛的質量百分含量為1%?3% ;所述金屬粉末的材質與金屬絲網(wǎng)材質相同；
[0010]步驟五、將步驟四中澆注粘結劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空條件下或氫氣氣氛中燒結，得到復合金屬多孔板。
[0011]上述的一種復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，保溫時間為lh?2h。
[0013]上述的一種復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]上述的一種復合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述燒結的溫度為金屬絲網(wǎng)熔點的0.75?0.9倍，時間為lh?5h。
[0016]上述的一種復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]上述的一種復合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述燒結的溫度為金屬粉末熔點的0.75?0.9倍，時間為2h?3h。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0019]1、本發(fā)明操作步驟簡單，不需添加特殊添加劑，且對復合金屬多孔板的尺寸無限制，不僅解決了粉末大尺寸板強度低，易開裂的問題，而且可以解決絲網(wǎng)大尺寸板過濾精度較低的問題。
[0020]2、本發(fā)明適用范圍廣且實用價值高，能推廣適用于各種金屬材質板的制備，也可以根據(jù)需求將復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)，厚度可達到15mm?40mm的復合金屬多孔板。另外，所加工的復合金屬多孔板的孔隙率高且強度高，還具有透氣均勻，孔徑分布均勻等特點，能實現(xiàn)大規(guī)模化生產(chǎn)。
[0022]4、采用本發(fā)明的方法制備的復合金屬多孔板適用領域廣，能適用于冶金、環(huán)保、食品生產(chǎn)、航空化工等行業(yè)中的過濾與分離、流量控制等技術領域中。
[0023]綜上所述，本發(fā)明設計合理、不需要特殊設備、操作步驟簡便且使用效果好。采用金屬粉末和金屬絲網(wǎng)復合的方法能夠有效地提高金屬多孔材料的力學性能，可以突破成型設備對金屬多孔板尺寸的限制。通過材料粒度及配方的選擇，復合工藝、燒結工藝的設計可制備出孔徑均勻、透氣系數(shù)高的多種尺寸復合金屬多孔材料。[〇〇24]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。[〇〇25] 說明書附圖
[0026]圖1為本發(fā)明金屬絲網(wǎng)板的結構示意圖。[〇〇27] 附圖標記說明:[〇〇28] 1 一金屬絲網(wǎng)；2—致密金屬板。【具體實施方式】
[0029] 實施例1[0〇3〇] 本實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，制備復合金屬多孔板的方法包括以下步驟:[〇〇31] 步驟一、對金屬絲網(wǎng)表面進行清潔處理，然后在真空條件下對經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進行退火處理，退火處理溫度為500°C，保溫時間為2h，再對經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進行校平處理；[〇〇32]步驟二、將5個步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設得到金屬絲網(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，結構示意圖如圖1所示；[〇〇33]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空度小于l(T2Pa的條件下燒結，燒結溫度約為金屬絲網(wǎng)熔點的0.9倍，時間為lh;
[0034]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內，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)板上澆注粘結劑(粘結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)；所述粘結劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結劑中松油醇的質量百分含量為5%，聚乙烯醇縮丁醛的質量百分含量為 2% ；
[0035]嵌入金屬粉末時可采用振動方式使金屬粉末均勻嵌入網(wǎng)孔內；包覆時先在金屬絲網(wǎng)板一面包覆金屬粉末并澆注粘結劑，然后將金屬絲網(wǎng)板翻過來，在另一面包覆金屬粉末并澆注粘結劑；
[0036]步驟五、將步驟四中澆注粘結劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空度小于1(T 2Pa的條件下燒結，燒結溫度約為金屬粉末熔點的0.9倍，時間為2h，得到復合金屬多孔板。 [〇〇37]本實施例制備的復合金屬多孔板的三點彎曲強度為26MPa，孔徑約26_，透氣系數(shù)為300m3/(h ? kPa ? m2)以上，厚度為22mm。
[0038]實施例2
[0039]本實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，制備復合金屬多孔板的方法包括以下步驟:
[0040]步驟一、對金屬絲網(wǎng)表面進行清潔處理，然后在真空條件下對經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進行退火處理，退火處理溫度為300°C，保溫時間為1.5h，再對經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進行校平處理；
[0041]步驟二、將10個步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設得到金屬絲網(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，結構示意圖如圖1所示；[〇〇42]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在氫氣氣氛中燒結，氫氣流量為9 X l(T2m3.mirT1，燒結溫度約為金屬絲網(wǎng)熔點的0.8倍，時間為5h;[〇〇43]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內，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)板上澆注粘結劑(粘結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)；所述粘結劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結劑中松油醇的質量百分含量為3%，聚乙烯醇縮丁醛的質量百分含量為 1%；
[0044]嵌入金屬粉末時可采用振動方式使金屬粉末均勻嵌入網(wǎng)孔內；包覆時先在金屬絲網(wǎng)板一面包覆金屬粉末并澆注粘結劑，然后將金屬絲網(wǎng)板翻過來，在另一面包覆金屬粉末并澆注粘結劑；
[0045]步驟五、將步驟四中澆注粘結劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在氫氣氣氛中燒結，氫氣流量為9 X l(T2m3.mirT1，燒結溫度約為金屬粉末熔點的0.8倍，時間為3h，得到復合金屬多孔板。[〇〇46]本實施例制備的復合金屬多孔板的三點彎曲強度為28MPa，孔徑約15_，透氣系數(shù)為 120m3/(h ? kPa ? m2)以上，厚度為40mm。[〇〇47] 實施例3[〇〇48] 本實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，制備復合金屬多孔板的方法包括以下步驟:[〇〇49] 步驟一、對金屬絲網(wǎng)表面進行清潔處理，然后在真空條件下對經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進行退火處理，退火處理溫度為700°C，保溫時間為lh，再對經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進行校平處理；
[0050]步驟二、將3個步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設得到金屬絲網(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，結構示意圖如圖1所示；
[0051]步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空條件下燒結，燒結溫度約為金屬絲網(wǎng)熔點的0.75倍，時間為3h;[〇〇52]步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內，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)板上澆注粘結劑(粘結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)；所述粘結劑為松油醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結劑中松油醇的質量百分含量為8%，聚乙烯醇縮丁醛的質量百分含量為 3%；
[0053]嵌入金屬粉末時可采用振動方式使金屬粉末均勻嵌入網(wǎng)孔內；包覆時先在金屬絲網(wǎng)板一面包覆金屬粉末并澆注粘結劑，然后將金屬絲網(wǎng)板翻過來，在另一面包覆金屬粉末并澆注粘結劑；[〇〇54]步驟五、將步驟四中澆注粘結劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空條件下燒結，燒結溫度約為金屬粉末恪點的〇.75倍，時間為2.5h，得到復合金屬多孔板。[〇〇55]本實施例制備的復合金屬多孔板的三點彎曲強度為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)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種復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、對金屬絲網(wǎng)表面進行清潔處理，然后對經(jīng)清潔處理后的金屬絲網(wǎng)進行退火處 理，再對經(jīng)退火處理后的金屬絲網(wǎng)進行校平處理；步驟二、將多個步驟一中經(jīng)校平處理后的金屬絲網(wǎng)疊層鋪設得到金屬絲網(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與金 屬絲網(wǎng)材質相同；步驟三、將步驟二中所述金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空條件下或氫氣氣氛中燒結；步驟四、將金屬粉末嵌入步驟三中經(jīng)燒結后的金屬絲網(wǎng)板的網(wǎng)孔內，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)板上澆注粘結劑;所述粘結劑為松油 醇和聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，粘結劑中松油醇的質量百分含量為3%?8%，聚乙烯醇 縮丁醛的質量百分含量為1 %?3% ;所述金屬粉末的材質與金屬絲網(wǎng)材質相同；步驟五、將步驟四中澆注粘結劑后的金屬絲網(wǎng)板置于燒結爐中，在真空條件下或氫氣 氣氛中燒結，得到復合金屬多孔板。2.根據(jù)權利要求1所述的一種復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)權利要求1所述的一種復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，保溫時間為lh?2h。4.根據(jù)權利要求1所述的一種復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)權利要求1所述的一種復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)權利要求1所述的一種復合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟三中所述 燒結的溫度為金屬絲網(wǎng)熔點的0.75?0.9倍，時間為lh?5h。7.根據(jù)權利要求1所述的一種復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)權利要求1所述的一種復合金屬多孔板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述 燒結的溫度為金屬粉末熔點的0.75?0.9倍，時間為2h?3h。
【文檔編號】B22F3/11GK105965020SQ201610348231
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】汪強兵, 李廣忠, 李燁, 楊保軍, 黃愿平, 劉曉青
【申請人】西北有色金屬研究院