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      儲氫裝置的制造方法

      文檔序號:3288855閱讀:139來源:國知局
      儲氫裝置的制造方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開一種儲氫裝置的制造方法,該儲氫裝置的制造方法由以下步驟制成:(1)將金屬粉、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種罐體外殼喂料;(2)將金屬粉、鹽類、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種多孔性結(jié)構(gòu)喂料;(3)將罐體外殼喂料于射出機內(nèi)射出成型一罐體外殼生胚;(4)將罐體外殼生胚置于射出機內(nèi),后將多孔性結(jié)構(gòu)喂料于罐體外殼生胚內(nèi)一體射出成型一多孔性結(jié)構(gòu)生胚;(5)將一體射出成型的罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚浸泡于水中,以將多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的鹽類溶出,形成固定比例的空孔;(6)去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的填充劑;(7)將分別去鹽和去除填充劑的罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚進行高溫?zé)Y(jié),以去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的黏結(jié)劑,并將金屬粉致密化,以制成本發(fā)明的儲氫裝置。本發(fā)明使制成的儲氫裝置為一體成形,無縫接合,可有效避免焊道裂化,氫脆破壞等各種效應(yīng)。
      【專利說明】儲氫裝置的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種儲氫裝置的制造方法,特別是涉及一種可有效避免焊道裂化以提高使用安全性,且有效減薄儲氫裝置壁厚以達到儲氫裝置輕量化的目的的儲氫裝置的制造方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]—套儲氫合罐,就使用上而言,除合吸放氫特性、儲氫容、操作溫和壓 為基本考外,尚須注意影響儲氫合罐充放氫速的合粉末動性與熱傳導(dǎo)性,以
      及影響儲氫罐使用安全的合吸氫體積膨脹造成罐體變形等相關(guān)問題。
      [0003]中華民國專利號1267605公開了一種儲氫裝置,該儲氫裝置采用金屬薄片建構(gòu)蜂巢式堆棧,使其支撐于一長軸上,將其儲氫合金粉體充填于巣式內(nèi),達到創(chuàng)造較大反應(yīng)表面積,分散充放氫過程的膨脹應(yīng)力變化與增加熱傳效應(yīng)等效果。
      [0004]但是,傳統(tǒng)上儲氫合金內(nèi)部構(gòu)造隔層復(fù)雜,外部罐體需留有構(gòu)裝通道與開孔,內(nèi)部組裝完畢后再行焊接接合,工段繁瑣,且焊道部分因熱影響區(qū)與內(nèi)部析出相的變化,在高壓氫氣應(yīng)力循環(huán)下,產(chǎn)生氫脆效應(yīng),容易導(dǎo)致焊道裂化與氫脆腐蝕,致使儲氫罐體壽命不佳與安全性不高等問題。
      [0005]有鑒于此,提供一種替代上述工藝以解決儲氫罐體壽命不佳與安全性不高等問題的制造方法實為必要。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種有效避免焊道裂化以提高使用安全性,且有效減薄儲氫裝置壁厚以達到儲氫裝置輕量化的目的的儲氫裝置的制造方法。
      [0007]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所提供一種一種儲氫裝置的制造方法,其步驟包括:
      (1)將金屬粉、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種罐體外殼喂料;
      (2)將金屬粉、鹽類、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種多孔性結(jié)構(gòu)喂料;
      (3)將罐體外殼喂料于射出機內(nèi)射出成型一罐體外殼生胚;
      (4)將罐體外殼生胚置于射出機內(nèi),將多孔性結(jié)構(gòu)喂料于罐體外殼生胚內(nèi)一體射出成型一多孔性結(jié)構(gòu)生胚;
      (5)將罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚浸泡于水中,將多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的鹽類溶出,以形成固定比例的空孔;
      (6)去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的填充劑;
      (7)將分別去鹽及去除填充劑的罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚進行高溫?zé)Y(jié),以去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的黏結(jié)劑,并將金屬粉末致密化,以制成本發(fā)明的儲
      氫裝置。
      [0008]綜上所述,本發(fā)明儲氫裝置的制造方法,將罐體外殼喂料于射出機內(nèi)射出成型一罐體外殼生胚,然后將多孔性結(jié)構(gòu)喂料于罐體外殼生胚內(nèi)一體射出成型一多孔性結(jié)構(gòu)生胚,如此制成的儲氫裝置一體成形,無縫接合,將可有效避免焊道裂化,氫脆破壞等各種效應(yīng),使得可有效減薄所需罐體壁厚,除可明顯提高安全性外,易可達到儲氫裝置輕量化的目的。此外,使用射出成型技術(shù),可大批量生產(chǎn),大幅降低生產(chǎn)成本。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0009]圖1為本發(fā)明射出成型罐體外殼生胚的部分剖面立體圖。
      [0010]圖2為本發(fā)明射出成型多孔性結(jié)構(gòu)生胚的部分剖面立體圖。
      [0011]圖3為本發(fā)明儲氫裝置燒結(jié)完成后的金屬成品的部分剖面立體圖。
      [0012]圖4為本發(fā)明儲氫裝置的制造方法的流程示意圖。
      [0013]圖中各零部件的附圖標(biāo)記說明如下。
      [0014]罐體外殼生胚10多孔性結(jié)構(gòu)生胚 20 空孔 201 【具體實施方式】
      [0015]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
      [0016]本發(fā)明儲氫裝置的制造方法包括以下步驟:
      (I)將金屬粉、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種罐體外殼喂料。
      [0017](2)將金屬粉、鹽類、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種多孔性結(jié)構(gòu)喂料。
      [0018]對于罐體外殼喂料而言,金屬粉的體積百分比為50-70%,金屬粉可以是不銹鋼或金屬合金,金屬合金可以是銅合金,本實施例中,金屬粉優(yōu)選為不銹鋼;黏結(jié)劑及填充劑占總罐體外殼喂料的體積百分比為30-50%,黏結(jié)劑占黏結(jié)劑及填充劑體積百分比的10-90%,黏結(jié)劑主要為塑料,可提高罐體外殼生胚(生胚是指沒燒結(jié)的“土胚”,胚是指采用固定模制成的前期產(chǎn)品)脫蠟后胚體的強度;填充劑可為蠟、聚縮醛(POM)或水基材料(水溶性物質(zhì))等,目的是為了增加黏結(jié)劑的流動性,以利射出成形的完成,使用罐體外殼喂料,燒結(jié)后的罐體外殼生胚為實心對象,致密化程度可達95%以上。
      [0019]對于多孔性結(jié)構(gòu)喂料而言,金屬粉可為金屬或金屬合金,其中金屬可為銅、鋁或鈦等,金屬合金可為銅合金,金屬粉及鹽類占總多孔性結(jié)構(gòu)喂料的體積百分比為50-70%,其中,鹽類占金屬粉與鹽類的體積百分比為20-80%。黏結(jié)劑及填充劑占總多孔性結(jié)構(gòu)喂料的體積百分比為30-50%,黏結(jié)劑主要為塑料,鹽類可用NaCl、KCl、MgC12等各種容易獲得的便宜且可溶于水的鹽類。多孔性結(jié)構(gòu)喂料的填充劑為可為蠟、聚縮醛(POM)或水基材料(水溶性物質(zhì))等,目的是為了增加黏結(jié)劑的流動性,以利射出成形的完成,使用罐體外殼喂料,燒結(jié)后的罐體外殼生胚為實心對象,致密化程度可達95%以上。
      [0020]請參閱圖1,(3)將罐體外殼喂料于射出機內(nèi)射出成型一罐體外殼生胚I O。
      [0021]請參閱圖2,(4)將罐體外殼生胚10置于射出機內(nèi),將多孔性結(jié)構(gòu)喂料于罐體外殼生胚10內(nèi)一體射出成型一多孔性結(jié)構(gòu)生胚20。
      [0022](5)將已一體成形的罐體外殼生胚I O及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20浸泡于水中,將多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的鹽類溶出,形成固定比例均勻分布且相互連通的空孔201。鹽類的體積百分比大,空孔201就多,越易形成互相連通的空孔201 ;鹽類的體積百分比小,空孔201越少;多孔性結(jié)構(gòu)生胚20的空孔201的孔隙率、孔洞大小、開閉孔比例等可通過調(diào)整多孔性結(jié)構(gòu)喂料而達最佳比例。
      [0023](6)去除罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的填充劑。
      [0024]當(dāng)罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的填充劑采用蠟時,將罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20以溶劑清洗或是加熱去除罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的蠟基材料;當(dāng)罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的填充劑采用水基材料時,將一體成型的罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20以水浸泡的方式去除罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的水基材料;當(dāng)罐體外殼生胚10中的填充劑采用聚縮醛(POM)時,將一體成型的罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20以硝酸氣體裂解的方式去除罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的聚縮醛(POM)。
      [0025]其中,去除蠟基材料時的溶劑可為正丁烷、正辛烷、去潰油、溴丙烷等各種可以把蠟溶掉的溶劑。
      [0026](7)將分別去鹽及去除填充劑蠟、聚縮醛(POM)或水基材料的罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20高溫?zé)Y(jié),以去除罐體外殼生胚10及多孔性結(jié)構(gòu)生胚20中的黏結(jié)劑,并將金屬粉末致密化,即可制成本發(fā)明的儲氫裝置100,如圖3所示。
      [0027]由于多孔性結(jié)構(gòu)喂料的主要成份是金屬粉,在將鹽類溶出且將黏結(jié)劑中的塑料燒結(jié)取出后,多孔性結(jié)構(gòu)內(nèi)部為大面積的金屬材料,可快速導(dǎo)熱,增加吸放氫的效率。
      [0028]綜上所述,本發(fā)明儲氫裝置的制造方法,將罐體外殼喂料于射出機內(nèi)射出成型一罐體外殼生胚10,然后將多孔性結(jié)構(gòu)喂料于罐體外殼生胚10內(nèi)一體射出成型一多孔性結(jié)構(gòu)生胚20,如此制成的儲氫裝置100 —體成形,無縫接合,將可有效避免焊道裂化,氫脆破壞等各種效應(yīng),使得可有效減薄所需罐體壁厚,除可明顯提高安全性外,易可達到儲氫裝置100輕量化的目的。此外,使用射出成型技術(shù),可大批量生產(chǎn),大幅降低生產(chǎn)成本。
      【權(quán)利要求】
      1.一種儲氫裝置的制造方法,其特征在于:包括以下步驟:(1)將金屬粉、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種罐體外殼喂料;(2)將金屬粉、鹽類、黏結(jié)劑及填充劑混合得到一種多孔性結(jié)構(gòu)喂料;(3)將罐體外殼喂料于射出機內(nèi)射出成型一罐體外殼生胚;(4)將罐體外殼生胚置于射出機內(nèi),將多孔性結(jié)構(gòu)喂料于罐體外殼生胚內(nèi)一體射出成型一多孔性結(jié)構(gòu)生胚;(5)將罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚浸泡于水中,并將多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的鹽類溶出,以形成固定比例的空孔;(6)去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的填充劑;(7)將分別去鹽與去除填充劑的罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚進行高溫?zé)Y(jié),以去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的黏結(jié)劑,將金屬粉末致密化,從而制成該儲氫裝置。
      2.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:其中所述罐體外殼喂料中的金屬粉占50-70%體積百分比,黏結(jié)劑及填充劑占總罐體外殼喂料的體積百分比為30~50%,黏結(jié)劑占黏結(jié)劑及填充劑的體積百分比為10~90%。
      3.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:罐體外殼喂料中的金屬粉可以是不銹鋼或金屬合金,金屬合金可以是銅合金;黏結(jié)劑主要為塑料,填充劑可為蠟、聚縮醛或水基材料;罐體外殼喂料的填充劑可為蠟、聚縮醛或水基材料。
      4.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述多孔性結(jié)構(gòu)喂料中的金屬粉及鹽類占總多孔性結(jié)構(gòu)喂料的體積百分比為50-70%,其中,鹽類占金屬粉與鹽類的體積百分比為20-80%,黏結(jié)劑及填充劑占總多孔性結(jié)構(gòu)喂料的體積百分比為30-50%。
      5.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述多孔性結(jié)構(gòu)喂料中的金屬粉可為金屬或金屬合金,其中金屬可為銅、鋁或鈦,金屬合金可為銅合金,黏結(jié)劑主要為塑料,鹽類為可溶于水的鹽類,多孔性結(jié)構(gòu)喂料的填充劑可為蠟、聚縮醛或水基材料。
      6.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述步驟(5)中的多孔性結(jié)構(gòu)生胚的空孔的孔隙率、孔洞大小、開閉孔比例可通過調(diào)整多孔性結(jié)構(gòu)喂料而達最佳比例。
      7.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述步驟(6)中,當(dāng)罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的填充劑采用蠟時,將罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚以溶劑清洗或是加熱去除罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚中的蠟基材料。
      8.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述步驟(6)中,當(dāng)罐體外殼生胚中的填充劑采用水基材料時,將一體成型的罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚以水浸泡的方式去除罐體外殼生胚中水基材料。
      9.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述步驟(6)中,當(dāng)罐體外殼生胚中的填充劑采用聚縮醛時,將一體成型的罐體外殼生胚及多孔性結(jié)構(gòu)生胚以硝酸氣體裂解的方式去除罐體外殼生胚中聚縮醛。
      10.如權(quán)利要求1所述的儲氫裝置的制造方法,其特征在于:所述步驟(6)中,溶劑可為正丁烷、正辛烷、去潰油或溴丙烷的其中一種。
      【文檔編號】B22F3/22GK103962561SQ201310044675
      【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月4日
      【發(fā)明者】周政宇, 許哲瑋, 鄭志偉 申請人:東莞富強電子有限公司, 正崴精密工業(yè)股份有限公司
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