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      一種布氣用吹掃器的制備方法

      文檔序號:3414532閱讀:343來源:國知局
      專利名稱:一種布氣用吹掃器的制備方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及到粉末冶金領域,具體指一種粉體輸送及相關行業(yè)布氣用錐形或管形的布氣用吹掃器的制備方法。
      背景技術
      目前大型布氣用多孔錐和多孔管的制備方法通常有兩種,一是致密板打孔的辦法,另一種是采用粉末冶金的辦法制備。如公開號為CN201495203U所公開的發(fā)明專利申請 《一種粉煤氣化用充氣錐》,其是通過在錐體上均勻開2 4mm孔的辦法,該方法制備簡單, 但是由于孔的數量有限很難將氣體均勻分布。專利號為ZL200920033^3. 8的中國實用新型專利公開了《一種大型燒結多孔錐管整體成型方法》,其是采用粉末冶金的辦法將金屬粉末通過壓制、燒結制備得到燒結金屬多孔/管,其特點是燒結金屬粉末多孔錐管孔隙分布均勻,但是強度和耐磨性能不高。專利號為CN200920171953. 9的中國實用新型專利公開了一種《粉體流化輸送裝置》,其是采用微孔流化板作為過濾設備,其氣體透過性能和強度均不理想?,F有技術中基本上都是單純采用粉末燒結體是粉末顆粒之間依靠燒結頸“連結” 在一起,從而形成的多孔元件,這種燒結頸在受到外力作用的情況下,有較大的變形量就會產生破壞。

      發(fā)明內容
      本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種透氣性好、耐壓強度高從而延長運行周期的布氣用吹掃器的制備方法。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為該布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于包括下述步驟(1)向粒徑為20 400目的金屬粉末中加入粘結劑,混合均勻,然后將絲徑為 0. 1 3mm的金屬絲網夾在上述混合物中放置到壓制模具中,在100 250MPa的壓制壓力下,采用等靜壓機壓制成元件坯料;其中,所述的粘結劑為聚甲基丙烯酸甲酯和/或羧甲基纖維素,粘結劑的用量為不銹鋼粉末量的2 5wt% ;所述壓制模具中橡膠套的硬度大于45HA ;(2)在上述元件坯料外周圍均勻填充燒結填料,然后在真空爐或者氫氣氣氛爐中、 1000 1500°C燒結,保溫時間為1 5h,即得到布氣用吹掃器。所述的燒結填料為粒度為5 20 μ m的氧化鋁細沙。所述燒結過程中升溫速度為5 15°C /min。所述羧甲基纖維素的用量為1 3wt%。所述的金屬粉末為不銹鋼粉末、鎳金屬粉末、銅金屬粉末、鉬金屬粉末或高溫合金金屬粉末;所述的金屬絲網為不銹鋼金屬絲網或銅金屬絲網。所述壓制模具中的芯棒或鋼套的表面光潔度> 7.0,所述橡膠套的硬度為60 90HA。與現有技術相比,本發(fā)明采用粉、網復合結構的吹掃器,其包括功能層和結構層兩部分。其中功能層由與結構層孔隙相匹配的金屬粉末燒結而成。這種復合結構設計既保留了粉末燒結金屬吹掃器的基本結構和特點,又增加了由金屬絲網制成的結構層。金屬絲網的絲徑編織結構和不銹鋼絲本身的強度特點,使得結構層較純粹的粉末燒結體在受到外力時耐受破壞的強度明顯提高。因此,即使在較大外力的作用下,使金屬絲網發(fā)生了較大變形,也不會發(fā)生突發(fā)破裂的現象。因此,通過這種高強度絲網的結構層與起精度控制的功能層的復合設計,可以有效提高粉體輸送設備中吹掃器等燒結元件的抗破壞能力和整體強度,同時,不會對元件的透氣等孔隙性能產生影響。另外,本發(fā)明的制備方法中采用了近凈成形技術,坯件成形后僅需少量加工,就可達到使用要求,提高了生產效率,降低了成本,同時產品質量也得到保證。而本發(fā)明中坯件燒結時所使用的填料,不僅對大型的吹掃器在燒結時起到支撐作用,防止燒結時的坍塌,而且能夠有效約束燒結時坯件在不同方向上的收縮,避免產生局部應力集中,保證了坯件的高強度和均勻變形。


      圖1為本發(fā)明實施例1中吹掃器的剖視結構示意圖;圖2為本發(fā)明實施例2中吹掃器的剖視結構示意圖;圖3為本發(fā)明實施例中粉網復合結構的剖視圖;圖4為本發(fā)明實施例中燒結前坯件與燒結填料的裝料示意圖。
      具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。下述實施例中所涉及到的粉+網復合燒結材料是將具有高強度的絲網加到金屬粉末基體中使金屬粉末得到強化。粉+網復合燒結材料的結構分為功能層和結構層,如圖 3所示,功能層金屬復合網2包裹在金屬粉末體1中。結構層為基體,作為復合功能層的支撐體,其必須滿足高的強度和透氣性要求,否則在其上附著更小孔徑的控制層時,會影響控制層的滲透通量;控制層為粉塵阻擋層,其微孔遠遠小于結構層的孔隙,孔隙分布要均勻, 防止粉塵反向流入潔凈氮氣一側。這種結構設計既保留了原先粉末燒結金屬多孔材料錐/ 管的基本結構和特點,又提高了多孔性能和強度性能。實施例1本實施例制備如圖1所示的316L多孔管形吹掃器。向粒度為200 300目的不銹鋼粉料中加入2wt%的粘結劑,本實施例中的粘結劑為重量比為1 4的羧甲基纖維素含量與聚甲基丙烯酸甲脂的混合物;采用球磨方式將不銹鋼粉料和粘結劑混合均勻,在冷等靜壓機中壓制,將壓好的坯料在氫氣氣氛中燒結。選用絲徑為0.5mm的不銹鋼絲網。壓制模具芯棒的表面光潔度為8. 0級,所用橡膠套的硬度為80HA,不銹鋼外殼的表面光潔度為級。將不銹鋼絲網和上述混合好的不銹鋼粉末裝填在壓制模具中。在200MPa的壓制壓力下,在冷等靜壓機中壓制成Φ200Χ5Χ400的坯件3。坯件3的局部剖視圖如圖3所示,不銹鋼絲網1夾在不銹鋼粉末2之間。將上述坯件3放置到燒結料舟5內,在坯件3的外周圍均勻填充燒結填料4,燒結填料4采用平均粒度為20 μ m的氧化鋁細沙;然后放置到真空爐內燒結,以10°C /min的速度升溫至350°C保溫濁脫出有機添加劑,然后升溫至1150°C,保溫汕燒結,即得到如圖1 所示的布氣用吹掃器。經檢測,該吹掃器的孔隙度為25%,平均孔徑為1(^111,透氣度為8011171112.11.1^)£1, 抗外壓強度為3. OMpa0實施例2本實施例制備如圖1所示的316L多孔管形吹掃器。以不銹鋼粉料的重量為基準,向粒度為200 300目的不銹鋼粉料中加入總量為 3wt%的粘結劑,球磨混合均勻。所用粘結劑為羧甲基纖維素與聚甲基丙烯酸甲脂的混合物,其中羧甲基纖維素的用量為2wt%,聚甲基丙烯酸甲酯的用量為lwt%。選用絲徑為0. Imm的不銹鋼絲網。壓制模具芯棒的表面光潔度為7. 5級,所用橡膠套的硬度為70HA,不銹鋼外殼的表面光潔度為級。將不銹鋼絲網和上述混合好的不銹鋼粉末裝填在壓制模具中。在150MPa的壓制壓力下,在冷等靜壓機中壓制成Φ200Χ5Χ400的坯件3。坯件3的局部剖視圖如圖3所示,不銹鋼絲網1夾在不銹鋼粉末2之間。將上述坯件3放置到燒結料舟5內,在坯件3的外周圍均勻填充燒結填料,燒結填料采用平均粒度為5 μ m的氧化鋁細沙;然后放置到燒結爐內,氫氣氣氛下,以15°C /min的速度升溫至300°C保溫池脫出有機添加劑,然后升溫至1300°C,保溫池燒結,即得到如圖 1所示的布氣用吹掃器。經檢測,該吹掃器的孔隙度為38%,平均孔徑為15 μ m,透氣度為150m3/m2. h. kpa, 抗外壓強度為2. 5Mpa。實施例3本實施例制備如圖2所示的316L多孔錐形吹掃器。以不銹鋼粉料的重量為基準,向粒度為100 160目的不銹鋼粉料中加入總量為 3wt%的粘結劑,球磨混合均勻。所用粘結劑為羧甲基纖維素。選用絲徑為0. 8mm的不銹鋼絲網。壓制模具芯棒的表面光潔度為7. 5級,所用橡膠套的硬度為90HA,不銹鋼外殼的表面光潔度為7級。將不銹鋼絲網和上述混合好的不銹鋼粉末裝填在壓制模具中。在250MPa的壓制壓力下,在冷等靜壓機中壓制成Φ440/330、厚度8mm、錐度為12°的錐形坯件,如圖2所示, 坯件的局部剖視圖如圖3所示,不銹鋼絲網1夾在不銹鋼粉末2之間。將上述錐形坯件放置到燒結料舟內,在坯件的外周圍均勻填充燒結填料,燒結填料采用平均粒度為15 μ m的氧化鋁細沙;然后放置到燒結爐內,氫氣氣氛下,以5°C /min的速度升溫至350°C保溫池脫除羧甲基纖維素,然后升溫至1200°C,保溫4h燒結,即得到如圖2所示的布氣用吹掃器。
      經檢測,該吹掃器的孔隙度為,平均孔徑為13 μ m,透氣度為100m3/m2. h. kpa, 抗外壓強度為2. 7Mpa。實施例4本實施例制備如圖2所示的316L多孔錐形吹掃器。以不銹鋼粉料的重量為基準,向粒度為20/40目的不銹鋼粉料中加入總量為 2wt%的粘結劑,球磨混合均勻,選用聚甲基丙烯酸甲酯為結合劑。選用絲徑為1. 5mm的不銹鋼絲網。壓制模具芯棒的表面光潔度為級,所用橡膠套的硬度為80HA,不銹鋼外殼的表面光潔度為7級。將不銹鋼絲網和上述混合好的不銹鋼粉末裝填在壓制模具中。在250MPa的壓制壓力下,在冷等靜壓機中壓制成Φ425/310、厚度為8mm、錐度為12°的錐形坯件,如圖2所示,錐形坯件的局部剖視圖如圖3所示,不銹鋼絲網1夾在不銹鋼粉末2之間。將上述錐形坯件放置到燒結料舟5內,在坯件的外周圍均勻填充燒結填料4,燒結填料4采用平均粒度為20 μ m的氧化鋁細沙;然后放置到燒結爐內,氫氣氣氛下,以10°C / min的速度升溫至350°C保溫濁脫除聚甲基丙烯酸甲酯,然后升溫至1400°C,保溫汕燒結, 即得到如圖2所示的布氣用吹掃器。經檢測,該吹掃器的孔隙度為40%,平均孔徑為20 μ m,透氣度為300m3/m2. h. kpa, 抗外壓強度為2. 7Mpa。實施例5本實施例制備如圖1所示的316L多孔管形吹掃器。以不銹鋼粉料的重量為基準,向粒度為400目的不銹鋼粉料中加入總量為
      的粘結劑,球磨混合均勻。所用粘結劑為羧甲基纖維素與聚甲基丙烯酸甲脂的混合物,其中羧甲基纖維素的用量為2wt%,聚甲基丙烯酸甲酯的用量為2wt%。選用絲徑為0. Imm的不銹鋼絲網。壓制模具芯棒的表面光潔度為8級,所用橡膠套的硬度為70HA,不銹鋼外殼的表面光潔度為7級。將不銹鋼絲網和上述混合好的不銹鋼粉末裝填在壓制模具中。在150MPa的壓制壓力下,在冷等靜壓機中壓制成Φ312Χ5Χ380的坯件。坯件的局部剖視圖如圖4所示,不銹鋼絲網1夾在不銹鋼粉末2之間。將上述坯件放置到燒結料舟5內,在坯件的外周圍均勻填充燒結填料4,燒結填料 4采用平均粒度為15 μ m的氧化鋁細沙;然后放置到燒結爐內,氫氣氣氛下,以10°C /min的速度升溫至350°C保溫池脫除羧甲基纖維素與聚甲基丙烯酸甲脂,然后升溫至1000°C,保溫池燒結,即得到如圖1所示的布氣用吹掃器。經檢測,該吹掃器的孔隙度為20%,平均孔徑為3 μ m,透氣度為50m3/m2. h. kpa,抗外壓強度為3. 3Mpa。對比例1至5和實施例1至5所用原料以及產品性能對比如表1所示。表 權利要求
      1.一種布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于包括下述步驟(1)向粒徑為20 400目的金屬粉末中加入粘結劑,混合均勻,然后將絲徑為0.1 3mm的金屬絲網夾在上述混合物中放置到壓制模具中,在100 250MPa的壓制壓力下,采用等靜壓機壓制成元件坯料;其中,所述的粘結劑為聚甲基丙烯酸甲酯和/或羧甲基纖維素,粘結劑的用量為不銹鋼粉末量的2 5wt% ;所述壓制模具中橡膠套的硬度大于45HA ;(2)在上述元件坯料外周圍均勻填充燒結填料,然后在真空爐或者氫氣氣氛爐中燒結, 先升溫至300 400°C,保溫1 3小時脫除粘結劑,然后再升溫至1000 1500°C,保溫 1 證燒結,即得到布氣用吹掃器。
      2.根據權利要求1所述的布氣用吹掃器的制備方法,其特征在所述的燒結填料為粒度為5 20 μ m的氧化鋁細沙。
      3.根據權利要求1所述的布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于所述燒結過程中升溫速度為5 15°C /min。
      4.根據權利要求1所述的布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于所述羧甲基纖維素的用量為1 3wt%。
      5.根據權利要求1所述的布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于所述的金屬粉末為不銹鋼粉末、鎳金屬粉末、銅金屬粉末、鉬金屬粉末或高溫合金金屬粉末;所述的金屬絲網為不銹鋼金屬絲網或銅金屬絲網。
      6.根據權利要求1至5任一權利要求所述的布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于所述壓制模具中的芯棒或鋼套的表面光潔度> 7. 0級,所述橡膠套的硬度為60 90HA。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及到一種布氣用吹掃器的制備方法,其特征在于包括下述步驟(1)向粒徑為20~400目的金屬粉末中加入粘結劑,混合均勻,然后將絲徑為0.1~3mm的金屬絲網夾在上述混合物中放置到壓制模具中,在100~250MPa的壓制壓力下,采用等靜壓機壓制成元件坯料;(2)在上述元件坯料外周圍均勻填充燒結填料,然后在真空爐或者氫氣氣氛爐中燒結,先升溫至300~400℃,保溫1~3小時脫除粘結劑,然后再升溫至1000~1500℃,保溫1~5h燒結,即得到布氣用吹掃器。與現有技術相比,本發(fā)明抗壓性能好,生產效率高,成本低。
      文檔編號C22C1/08GK102211191SQ201110132709
      公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權日2011年5月19日
      發(fā)明者于素艷, 關桂蘋, 吳天平, 吳引江, 楊俊嶺, 段新群, 王琳, 王翠翠, 董領峰, 趙斌義 申請人:中國石化集團寧波工程有限公司, 中國石化集團寧波技術研究院, 中國石油化工股份有限公司, 西安寶德粉末冶金有限責任公司
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