制備金屬多孔管材的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬多孔材料領(lǐng)域，特別是指制備金屬多孔管材的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬多孔材料是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的剛性功能材料，它具有良好的透過性，孔徑和孔隙率可控,耐高溫,耐腐蝕,可通過多種途徑再生,并具有良好的可加工性,被作為氣體分布、微孔過濾、催化反應(yīng)載體、阻燃防爆、傳質(zhì)傳熱的功能組件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油化工、冶金、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)。
[0003]實(shí)際應(yīng)用中燒結(jié)金屬多孔材料有板、氈、管、薄膜等多種產(chǎn)品形式，其中管狀多孔燒結(jié)材料是一種主要的應(yīng)用形式。其成型工藝主要有以下兒種:
[0004]鋼模壓制:將原料粉末填充入鋼制模腔，在四柱壓機(jī)上壓制出管狀坯體，然后在高溫下燒結(jié)獲得成品。由于粉末與模壁和型芯之間較大的摩擦，容易造成壓壞沿壓制方向的密度不均勻，并且脫模困難，該方法只適用于長徑比較小的厚壁零件。
[0005]冷等靜壓:將原料粉末填充入橡膠包套中，以液態(tài)介質(zhì)傳遞壓力(水或油)，在三向靜水壓力下將粉末壓實(shí)成管狀坯體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制得成品。這種方法能獲得均勻的壓壞密度，壓制生坯強(qiáng)度較高，可以制備大尺寸的制品，是生產(chǎn)燒結(jié)多孔管材的主要手段。但其生產(chǎn)效率較低，并且不適用于制備管徑較小、壁厚較薄的產(chǎn)品。
[0006]無壓成形:將原料粉末與水等液態(tài)介質(zhì)混合成漿料，再注入吸水性材料制成的模具中(如石膏模)，待水分被模具充分吸收后即可獲得所需形狀的坯材。這種方法較為簡便，但廣品精度不聞，生廣效率低，壞材易損耗。
[0007]注射成形:將原料粉末與有機(jī)粘結(jié)劑混合并加熱熔融，在一定注射壓力作用下，利用粘結(jié)劑熔融后的流動(dòng)性將混合料注入模具，形成所需形狀的坯材。該方法對(duì)于形狀復(fù)雜的零件可以進(jìn)行大批量高效率的生產(chǎn)，也可以用于較短尺寸管件的制備，但不適用于較長管材的生產(chǎn)。
[0008]焊接成形:先用模壓成形等方式生產(chǎn)出燒結(jié)金屬多孔板材，再在卷管機(jī)上將板材卷制成管狀，最后利用專門的焊接設(shè)備將其焊接成管材。這種方法工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，且容易因?yàn)楹附庸に嚿系膯栴}影響產(chǎn)品的使用性能。
[0009]總而言之，燒結(jié)金屬多孔管材的制備工藝繁瑣，且使用的設(shè)備龐大，成本高，導(dǎo)致燒結(jié)金屬多孔材料技術(shù)難以在金屬多孔材料制造領(lǐng)域獲得推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提出制備金屬多孔管材的方法和設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中金屬多孔管材制備工藝復(fù)雜、成本高的問題。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，制備金屬多孔管材的方法，包括步驟:
[0012]I)將原料和高分子粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為95%?75^:5%?25%直接裝入混煉機(jī)中，在150?190°C溫度下混煉2小時(shí)，后冷卻；
[0013]2)所述原料和高分子粘結(jié)劑的混煉物輸送至擠出機(jī)或破碎機(jī)中，破碎成顆粒狀；
[0014]3)將所述顆粒物置于注擠成型裝置中，在140?200°C溫度下融化至熔融態(tài)，后擠出為環(huán)狀斷面的連續(xù)管坯，冷卻成型；
[0015]4)將所述成型管坯置于真空或保護(hù)氣氛下燒結(jié)。
[0016]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述原料為陶瓷粉末、金屬及其合金粉末或金屬纖維中的一種。
[0017]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述金屬及其合金粉末為青銅、不銹鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金的粉末，所述金屬纖維為不銹鋼纖維或鎳?yán)w維。
[0018]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述不銹鋼粉末牌號(hào)為316L。
[0019]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高分子粘結(jié)劑為石蠟、聚丙烯、甲基纖維素、微晶蠟、聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛脂、聚氧化乙烯中之一種或兒種。
[0020]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燒結(jié)分為三階段，粘結(jié)劑脫除階段溫度為200?500°C，時(shí)間為30?120min ;預(yù)燒結(jié)階段溫度為700?1000°C，時(shí)間為60?180min ;燒結(jié)階段溫度為900?1450°C，時(shí)間為60?120min。
[0021]作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述保護(hù)氣氛為氬氣或氮?dú)狻?br>[0022]本發(fā)明又提出制備金屬多孔管材的設(shè)備，包括注擠成型機(jī)，其特征在于:所述注擠成型機(jī)設(shè)有擠出模頭，所述擠出模頭設(shè)有入料接頭、分流梭、與所述分流梭緊鄰設(shè)置的模芯、口模，所述入料接頭與所述分流梭固定連接，所述分流梭位于所述擠出模頭的內(nèi)部，所述口模通過螺栓與所述入料接頭固定連接，所述模芯與所述口模之間形成環(huán)形腔。
[0023]采用上述制備方法和設(shè)備，使得燒結(jié)金屬多孔管材的制備工藝更簡單、成本低、生產(chǎn)效率高，制得的管件尺寸大小可調(diào)、孔隙度可控，避免了傳統(tǒng)鋼模壓制工藝中由于壓坯密度不均勻而產(chǎn)生的孔隙分布不均勻問題，通過采用不同的擠出模頭斷面設(shè)計(jì)，可以很方便的制備各種異型斷面管材。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖儀儀是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明制備金屬多孔管材的方法工藝流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明注擠成型機(jī)的擠出模頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1-入料接頭；2_ 口模；3-模芯；4_環(huán)形腔；5_分流梭。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例儀儀是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]如圖1、圖2所示，制備金屬多孔管材的方法，包括步驟:
[0030]I)將原料和高分子粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為95%?75%:5%?25%直接裝入混煉機(jī)中，在150?190°C溫度下混煉2小時(shí)，后冷卻；
[0031]2)所述原料和高分子粘結(jié)劑的混煉物輸送至擠出機(jī)或破碎機(jī)中，破碎成顆粒狀；
[0032]3)將所述顆粒物置于注擠成型裝置中，在140?200°C溫度下融化至熔融態(tài)，后擠出為環(huán)狀斷面的連續(xù)管坯，冷卻成型；
[0033]4)將所述成型管坯置于真空或保護(hù)氣氛下燒結(jié)。
[0034]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述原料為陶瓷粉末、金屬及其合金粉末或金屬纖維中的一種。
[0035]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述金屬及其合金粉末為青銅、不銹鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金的粉末，所述金屬纖維為不銹鋼纖維或鎳?yán)w維。
[0036]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述不銹鋼粉末牌號(hào)為316L。
[0037]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高分子粘結(jié)劑為石蠟、聚丙烯、甲基纖維素、微晶蠟、聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛脂、聚氧化乙烯中之一種或幾種。
[0038]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述