專利名稱：一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及合金材料的制備方法，是一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法。
背景技術：
多孔泡沫合金材料因其體密度小、比表面積大、結構均勻、機械性能及加工性能好，可廣泛應用于過濾、化工、能源、減振、吸音、阻尼、隔熱、散熱、阻燃多種領域。特別是隨著科學技術的不斷發(fā)展，對多孔泡沫合金材料的依賴要求，又進一步被用于耐高溫、抗腐蝕等惡劣工況。現(xiàn)有多孔泡沫合金材料的制備方法有很多種，按處理的金屬狀態(tài)分類1基于金屬熔體的方法；2基于金屬粉末的方法；3基于金屬蒸汽的方法；4基于金屬離子的方法，亦稱電沉積方法。與本發(fā)明制備方法相關的現(xiàn)有電沉積方法的不足之處在于，選擇的工藝流程和工藝參數(shù)不合理，制備的多孔泡沫合金材料厚度低，通常厚度在5 mm以下，孔隙率低，通常在 80-90%，耐高溫、抗腐蝕性能差，不能滿足耐高溫、抗腐蝕等惡劣工況下使用的要求，且制備成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，解決本領域技術人員一直可望解決而至今未果的技術難題，對現(xiàn)有工藝流程和工藝參數(shù)進行實質(zhì)性改進和優(yōu)化，提供一種制備方法科學，選取的工藝參數(shù)合理，質(zhì)量便于控制，成本低，能夠制備超厚度，高孔隙率，耐高溫、抗腐蝕性能優(yōu)良，能夠滿足耐高溫、抗腐蝕等惡劣工況下使用要求的多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法。解決其技術問題所采用的技術方案是，一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法，其特征是它包括以下步驟
1)選用聚氨酯通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿、聚醚通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿、纖維網(wǎng)或無紡布多孔材料中的一種，厚度5-100mm，每英寸上孔數(shù)PPi為5-130個之間；
2)將步驟1)所述的多孔材料，在常溫下，浸積水性高分子粘合劑；
3)用粉末噴涂設備，在風壓0. 8MPa，送粉量3kg/h下，將5_10納米鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在步驟2)浸積水性高分子粘合劑的多孔材料表面上；
4)將步驟3)噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料用網(wǎng)帶式電爐烘干，烘干溫度50-60°C，電爐的網(wǎng)速15m/h進行烘干處理；
5)將步驟4)烘干噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料放入230-250目篩網(wǎng)式振動機中，將多余的鉻粉和鋁粉振出，多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；
6)將步驟5)鉻和鋁多孔材料浸涂導電膠，溫度80-120°C，網(wǎng)速25m/h進行導電化處
理；
7)將步驟6)導電化處理的鉻和鋁多孔材料經(jīng)溫度80-120°C，網(wǎng)速18m/h加溫固化處理；8)將步驟7)固化處理的鉻和鋁多孔材料置于鍍液中，鍍液成分為硫酸亞鐵l(T25g/L、檸檬酸鈉25 30g/L和硼酸35 45g/L，pH值3. 2 3. 8，鍍液溫度4(T50°C，電流密度 Jc=3^5A/dm2，陰陽極面積比k =Sa=I: 2電沉積鐵；
9)將步驟8)獲得的鐵鉻鋁多孔合金材料氧化還原處理去除非金屬材料，再進行氫還原處理，同時完成初步鉻和鋁的擴散，其氧化溫度60(T65(TC，還原段溫度98(T990°C，網(wǎng)速 15m/h,氨分解氣流量20m3/h ；
10)將步驟9)氧化還原的鐵鉻鋁多孔合金材料裝箱，按泡沫金屬總重量0.5%加入 NH4Cl,進行鉻和鋁的二次擴散處理，升溫曲線為200°C保溫0. 5小時，400°C保溫0. 5小時， 600V保溫1小時，800V保溫1小時，1100°C保溫8小時，降溫曲線為隨爐冷至500°C出爐， 50 0C開箱得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。所述的水性高分子粘合劑為異氰酸酯。本發(fā)明一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法的優(yōu)點體現(xiàn)在制備方法科學， 選取的工藝參數(shù)合理，質(zhì)量便于控制，成本低，能夠制備質(zhì)輕，比表面積大，超厚度，厚度為 5-100mm，高孔隙率96-99.9%，耐高溫、抗腐蝕性能優(yōu)良，能夠滿足耐高溫、抗腐蝕等惡劣工況下使用要求。特別適于作為高溫過濾、化工催化、載體、燃燒器布氣和高溫阻燃等材料。
具體實施例方式下面利用實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法包括以下步驟
1)選用聚氨酯通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿、聚醚通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿、纖維網(wǎng)或無紡布多孔材料中的一種，厚度5-100mm，每英寸上孔數(shù)PPi為5-130個之間；
2)將步驟1)所述的多孔材料，在常溫下，浸積水性高分子粘合劑，所述的水性高分子粘合劑為異氰酸酯；
3)用粉末噴涂設備，在風壓0. 8MPa，送粉量3kg/h下，將5_10納米鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在步驟2)浸積異氰酸酯的多孔材料表面上；
4)將步驟3)噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料用網(wǎng)帶式電爐烘干，烘干溫度50-60°C，電爐的網(wǎng)速15m/h進行烘干處理；
5)將步驟4)烘干噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料放入230-250目篩網(wǎng)式振動機中，將多余的鉻粉和鋁粉振出，多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；
6)將步驟5)鉻和鋁多孔材料浸涂導電膠，溫度80-120°C，網(wǎng)速25m/h進行導電化處
理；
7)將步驟6)導電化處理的鉻和鋁多孔材料經(jīng)溫度80-120°C，網(wǎng)速18m/h加溫固化處
理；
8)將步驟7)固化處理的鉻和鋁多孔材料置于鍍液中，鍍液成分為硫酸亞鐵l(T25g/ L、檸檬酸鈉25 30g/L和硼酸35 45g/L，pH值3. 2 3. 8，鍍液溫度4(T50°C，電流密度 Jc=3^5A/dm2，陰陽極面積比k =Sa=I: 2電沉積鐵；
9)將步驟8)獲得的鐵鉻鋁多孔合金材料氧化還原處理去除非金屬材料，再進行氫還原處理，同時完成初步鉻和鋁的擴散，其氧化溫度60(T65(TC，還原段溫度98(T990°C，網(wǎng)速 15m/h,氨分解氣流量20m3/h ；
10)將步驟9)氧化還原的鐵鉻鋁多孔合金材料裝箱，按泡沫金屬總重量0.5%加入NH4Cl,進行鉻和鋁的二次擴散處理，升溫曲線為200°C保溫0. 5小時，400°C保溫0. 5小時， 600V保溫1小時，800V保溫1小時，1100°C保溫8小時，降溫曲線為隨爐冷至500°C出爐，
50 0C開箱得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。本發(fā)明所用原料易得，均為市售產(chǎn)品。實施例1 一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法包括以下步驟
1)選用纖維網(wǎng)，厚度5mm，每英寸上孔數(shù)PPi為5個；
2)將步驟1)所述的多孔材料，在常溫下，浸積異氰酸酯；
3)用粉末噴涂設備，在風壓0.8MPa，送粉量3kg/h下，將5_10納米鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在步驟2)浸積異氰酸酯的多孔材料表面上；
4)將步驟3)噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料用網(wǎng)帶式電爐烘干，烘干溫度50°C，電爐的網(wǎng)速15m/h進行烘干處理；
5)將步驟4)烘干噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料放入230目篩網(wǎng)式振動機中，將多余的鉻粉和鋁粉振出，多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；
6)將步驟5)鉻和鋁多孔材料浸涂導電膠，溫度80°C，網(wǎng)速25m/h進行導電化處理；
7)將步驟6)導電化處理的鉻和鋁多孔材料經(jīng)溫度80°C，網(wǎng)速18m/h加溫固化處理；
8)將步驟7)固化處理的鉻和鋁多孔材料置于鍍液中，鍍液成分為硫酸亞鐵10g/L、 檸檬酸鈉25g/L和硼酸35g/L，pH值3. 2 3. 8，鍍液溫度40°C，電流密度Jc=3 5A/dm2，陰陽極面積比& =Sa=I 2電沉積鐵；
9)將步驟8)獲得的鐵鉻鋁多孔合金材料氧化還原處理去除非金屬材料，再進行氫還原處理，同時完成初步鉻和鋁的擴散，其氧化溫度600°C，還原段溫度980°C，網(wǎng)速15m/h，氨分解氣流量20m3/h ；
10)將步驟9)氧化還原的鐵鉻鋁多孔合金材料裝箱，按泡沫金屬總重量0.5%加入 NH4Cl,進行鉻和鋁的二次擴散處理，升溫曲線為200°C保溫0. 5小時，400°C保溫0. 5小時， 600V保溫1小時，800V保溫1小時，1100°C保溫8小時，降溫曲線為隨爐冷至500°C出爐， 50 0C開箱得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。實施例2 另一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法包括以下步驟
1)選用聚氨酯通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿，厚度80mm，每英寸上孔數(shù)PPi為100個；
2)將步驟1)所述的多孔材料，在常溫下，浸積異氰酸酯；
3)用粉末噴涂設備，在風壓0. 8MPa，送粉量3kg/h下，將8納米鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在步驟2)浸積異氰酸酯的多孔材料表面上；
4)將步驟3)噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料用網(wǎng)帶式電爐烘干，烘干溫度55°C，電爐的網(wǎng)速15m/h進行烘干處理；
5)將步驟4)烘干噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料放入MO目篩網(wǎng)式振動機中，將多余的鉻粉和鋁粉振出，多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；
6)將步驟5)鉻和鋁多孔材料浸涂導電膠，溫度100°C，網(wǎng)速25m/h進行導電化處理；
7)將步驟6)導電化處理的鉻和鋁多孔材料經(jīng)溫度100°C，網(wǎng)速18m/h加溫固化處理；
8)將步驟7)固化處理的鉻和鋁多孔材料置于鍍液中，鍍液成分為硫酸亞鐵22g/L、 檸檬酸鈉27g/L和硼酸40g/L，pH值3. 2 3. 8，鍍液溫度45°C，電流密度Jc=3 5A/dm2
，陰陽極面積比& =Sa=I: 2電沉積鐵；9)將步驟8)獲得的鐵鉻鋁多孔合金材料氧化還原處理去除非金屬材料，再進行氫還原處理，同時完成初步鉻和鋁的擴散，其氧化溫度625°C，還原段溫度985°C，網(wǎng)速15m/h，氨分解氣流量20m3/h ；
10)將步驟9)氧化還原的鐵鉻鋁多孔合金材料裝箱，按泡沫金屬總重量0.5%加入 NH4Cl,進行鉻和鋁的二次擴散處理，升溫曲線為200°C保溫0. 5小時，400°C保溫0. 5小時， 600V保溫1小時，800V保溫1小時，1100°C保溫8小時，降溫曲線為隨爐冷至500°C出爐， 50 0C開箱得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。實施例3 又一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法包括以下步驟
1)選用聚醚通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿，厚度100mm，每英寸上孔數(shù)PPi為130個；
2)將步驟1)所述的多孔材料，在常溫下，浸積水性高分子粘合劑，所述的水性高分子粘合劑為異氰酸酯；
3)用粉末噴涂設備，在風壓0. 8MPa，送粉量3kg/h下，將10納米鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在步驟2)浸積異氰酸酯的多孔材料表面上；
4)將步驟3)噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料用網(wǎng)帶式電爐烘干，烘干溫度60°C，電爐的網(wǎng)速15m/h進行烘干處理；
5)將步驟4)烘干噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料放入250目篩網(wǎng)式振動機中，將多余的鉻粉和鋁粉振出，多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；
6)將步驟5)鉻和鋁多孔材料浸涂導電膠，溫度120°C，網(wǎng)速25m/h進行導電化處理；
7)將步驟6)導電化處理的鉻和鋁多孔材料經(jīng)溫度120°C，網(wǎng)速18m/h加溫固化處理；
8)將步驟7)固化處理的鉻和鋁多孔材料置于鍍液中，鍍液成分為硫酸亞鐵25g/L、檸檬酸鈉30g/L和硼酸45g/L，pH值3. 2 3. 8，鍍液溫度50°C，電流密度Jc=3 5A/dm2，陰陽極面積比k =Sa=I:2電沉積鐵；
9)將步驟8)獲得的鐵鉻鋁多孔合金材料氧化還原處理去除非金屬材料，再進行氫還原處理，同時完成初步鉻和鋁的擴散，其氧化溫度650°C，還原段溫度990°C，網(wǎng)速15m/h，氨分解氣流量20m3/h ；
10)將步驟9)氧化還原的鐵鉻鋁多孔合金材料裝箱，按泡沫金屬總重量0.5%加入 NH4Cl,進行鉻和鋁的二次擴散處理，升溫曲線為200°C保溫0. 5小時，400°C保溫0. 5小時， 600V保溫1小時，800V保溫1小時，1100°C保溫8小時，降溫曲線為隨爐冷至500°C出爐， 50 0C開箱得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。本發(fā)明并不局限本具體實施方式
，本領域技術人員任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動的復制和改進，應屬于本發(fā)明權利要求保護的范圍。利用本發(fā)明一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法制造的產(chǎn)品，分別在機動車尾氣過濾器、燃燒器布氣器上使用，經(jīng)過8個月的試用，效果顯著，實現(xiàn)了本發(fā)明目的和達到了所述的效果。
權利要求
1.一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法，其特征是它包括以下步驟1)選用聚氨酯通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿、聚醚通孔三維網(wǎng)狀泡沫海綿、纖維網(wǎng)或無紡布多孔材料中的一種，厚度5-100mm，每英寸上孔數(shù)PPi為5-130個之間；2)將步驟1)所述的多孔材料，在常溫下，浸積水性高分子粘合劑；3)用粉末噴涂設備，在風壓0. 8MPa，送粉量3kg/h下，將5_10納米鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在步驟2)浸積水性高分子粘合劑的多孔材料表面上；4)將步驟3)噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料用網(wǎng)帶式電爐烘干，烘干溫度50-60°C，電爐的網(wǎng)速15m/h進行烘干處理；5)將步驟4)烘干噴涂鉻粉和鋁粉的多孔材料放入230-250目篩網(wǎng)式振動機中，將多余的鉻粉和鋁粉振出，多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；6)將步驟5)鉻和鋁多孔材料浸涂導電膠，溫度80-120°C，網(wǎng)速25m/h進行導電化處理；7)將步驟6)導電化處理的鉻和鋁多孔材料經(jīng)溫度80-120°C，網(wǎng)速18m/h加溫固化處理；8)將步驟7)固化處理的鉻和鋁多孔材料置于鍍液中，鍍液成分為硫酸亞鐵l(T25g/ L、檸檬酸鈉25 30g/L和硼酸35 45g/L，pH值3. 2 3. 8，鍍液溫度4(T50°C，電流密度 Jc=3^5A/dm2，陰陽極面積比k =Sa=I: 2電沉積鐵；9)將步驟8)獲得的鐵鉻鋁多孔合金材料氧化還原處理去除非金屬材料，再進行氫還原處理，同時完成初步鉻和鋁的擴散，其氧化溫度60(T65(TC，還原段溫度98(T990°C，網(wǎng)速 15m/h,氨分解氣流量20m3/h ；10)將步驟9)氧化還原的鐵鉻鋁多孔合金材料裝箱，按泡沫金屬總重量0.5%加入 NH4Cl,進行鉻和鋁的二次擴散處理，升溫曲線為200°C保溫0. 5小時，400°C保溫0. 5小時， 600V保溫1小時，800V保溫1小時，1100°C保溫8小時，降溫曲線為隨爐冷至500°C出爐， 50 0C開箱得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法，其特征是所述的水性高分子粘合劑為異氰酸酯。
全文摘要
本發(fā)明是一種多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料的制備方法，其特點是包括的步驟有，選用多孔材料，在常溫下，浸積水性高分子粘合劑；將鉻粉和高活性鋁粉均勻噴涂在浸積水性高分子粘合劑的多孔材料表面上；烘干；將多余的鉻粉和鋁粉與多孔材料基體分離；鉻鋁多孔材料浸涂導電膠；鉻鋁多孔材料加溫固化處理后電沉積鐵；氧化還原處理；進行鉻和鋁的二次擴散處理得到多孔泡沫鐵鉻鋁合金材料。其制備方法科學，選取的工藝參數(shù)合理，質(zhì)量便于控制，成本低，能夠制備質(zhì)輕，比表面積大，超厚度，厚度為5-100mm，高孔隙率96-99.9％，耐高溫、抗腐蝕性能優(yōu)良，能夠滿足耐高溫、抗腐蝕等惡劣工況下使用要求。特別適于作為高溫過濾、化工催化、載體、燃燒器布氣和高溫阻燃等材料。
文檔編號C22C1/08GK102286669SQ201110243668
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權日2011年8月24日
發(fā)明者辛長軍, 邊樹華 申請人:吉林卓爾科技股份有限公司