CN101671782B - 一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法，(1)将铁基合金粉末、镍包铝粉末与喷涂助剂混合均匀；(2)对金属丝网进行表面清洁处理，即除锈、去除氧化皮及油污；(3)将表面处理好的金属丝网放入恒温箱中进行预热，温度控制在70～130℃；(4)采用氧-乙炔火焰喷枪喷涂打底粉，在金属丝网表面形成一定孔隙的底层；(5)采用氧-乙炔火焰喷枪喷涂混合粉末，形成多孔结构，得到喷涂型金属丝网多孔材料。本发明的优点：工艺简单，成本低，效率高，可以满足工业化应用的要求。

Description

一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法
【技术领域】
本发明涉及金属多孔材料技术领域，具体地说，是一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法。
【背景技术】
金属多孔材料是由连续的刚性骨架和孔隙所组成，具有优异的物理特性和良好的机械性能，兼具功能和结构双重用途。由于丰富的孔隙结构形态、较大的孔率范围，其已经广泛应用于航空航天、电子与通信、电化学、石油化工、交通运输、冶金、机械、医学、环保、建筑等各种领域，涉及流体分离过滤、流体渗透与分布控制、消音降噪、电磁屏蔽、隔热阻火、高效燃烧、强化传质传热、阻燃防爆、电化学过程、催化反应工程和生物工程等诸多方面，可制作过滤器、流体分离器、催化剂及催化剂载体、隔声材料、消声器、电磁屏蔽器件、阻燃器、换热器、散热器、多孔电极等，是国民经济发展不可缺少的关键材料。
目前金属多孔材料的制备方法主要有以下几种：
粉末烧结法：据CN101260483，其制备方法是：①将一定粒度的Ni粉、Al粉和NaCl粉按重量百分比均匀混合；②采用模压或冷等静压成形；③先低温烧结，再中温脱除造孔剂，最后，再高温烧结，使金属间化合物完全形成Ni3Al相，得到镍铝基合金多孔材料；此发明优点是孔隙分布均匀，孔隙大小可控，孔隙度可自由调节，其缺点是工序多、能耗大。
液态金属凝固法：据CN1360641，其制备方法是：①通过把金属原料放在在密闭容器内，从常温一直到低于金属熔点的温度，对金属原料进行脱气；②把气体(H2、N2、Ar、He中的至少一种)送入上述密闭容器，在加压条件下使金属原料熔融，同时使气体溶解到熔融金属中；③通过边控制上述密闭容器内的气体压力和熔融金属的温度，边使熔融金属冷却凝固，以形成多孔金属；此发明优点是工艺简单，通过调整注入气体的流量和其他参数可以得到不同孔隙率的金属多孔材料，缺点是孔隙密度和均匀性不易精确控制。
固-气相共晶凝固法：据CN101173332，其制备方法是使金属与某种气相(如H2、Ar、He、O2、N2等)发生共晶反应，然后冷却凝固将气体作为共晶相中的一部分析出，从而形成金属多孔材料；此发明优点是孔隙相对均匀，缺点是设备的要求较高。
金属电沉积法：该方法是将原子离子态金属电镀在开孔的聚合物泡沫基体上，然后去除聚合物而得到泡沫金属。其特点是孔结构分布均匀，孔隙连通性好，孔率隙高(达80～90％)；主要工艺过程分为基材预处理、导电化处理、电镀和还原烧结四个步骤；此类金属多孔材料性能优异，但其强度性能有一定的限制。
综上所述，传统的金属多孔材料制备技术存在着工艺、成本等方面的不足。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法，其具体步骤为：
(1)将铁基合金粉末、镍包铝粉末与喷涂助剂混合均匀；
所述的铁基合金粉末为细粒度球状粉末，其粒度为100～400目，使用微碳化焰进行喷涂，温度为750～1000℃；
所述的铁基合金粉末与镍包铝粉末的混合重量比为5∶1～7∶1；
所述的喷涂助剂为低熔点合金元素Cr、Ni、Ti、Al、Sn、B、P、Si中的一种或几种，其在喷涂粉末中的重量分数为10～30％，其作用是降低铁基合金粉末的熔点；
(2)对金属丝网进行表面清洁处理，即除锈、去除氧化皮及油污；
所述的金属丝网为铁、铜、不锈钢等具有一定耐热性能的金属丝网；
(3)将表面处理好的金属丝网放入恒温箱中进行预热，温度控制在70～130℃；
(4)采用氧-乙炔火焰喷枪喷涂打底粉，在金属丝网表面形成一定孔隙的底层；
(5)采用氧-乙炔火焰喷枪喷涂混合粉末，形成多孔结构，得到喷涂型金属丝网多孔材料；
所述的金属多孔材料厚度为0.2～0.8mm，孔隙率为30～60％，孔隙半径为0.05～0.4mm。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明采用了铁基合金粉末与低熔点合金元素以及特定比例的镍包铝粉末相混合的方法，降低了喷涂火焰所需温度，减小了多孔层中铁基粉末颗粒的变形尺寸，增加了孔隙率，提高了多孔层中孔隙的连通性；
(2)本发明的金属多孔材料是以金属丝网为基体，因而其机械强度和韧性都较高；
(3)该制备方法不需添加造孔剂，工艺简单，成本低，效率高，可以满足工业化应用的要求。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法的具体实施方式。
实施例1
铁基合金粉末的粒度取140～200目，镍包铝粉末的粒度取140～250目，将铁基合金粉末、镍包铝粉末与喷涂助剂按重量比6∶1∶3均匀混合。金属丝网采用304不锈钢丝网，目数为40目，丝径为0.254mm。对不锈钢丝网进行表面清洁处理——经碱水漂洗去除油污后，再用清水冲洗干净。将不锈钢丝网用金属框架张紧，再放入恒温箱中进行预热，温度设定为80℃。先对预热好的不锈钢丝网喷涂镍包铝粉末，形成厚度为0.12mm的打底层，然后再使用800～950℃的微碳化焰喷涂混合粉末。(喷涂过程中严格控制各项操作参数，金属丝网温度不得超过200℃，每次喷涂厚度不得超过0.08mm，涂层的最终厚度由喷涂的次数决定。)最后形成厚度为0.6mm多孔材料，其孔隙率为58.9％。
实施例2
铁基合金粉末的粒度取250～300目，镍包铝粉末的粒度取250～325目，将铁基合金粉末、镍包铝粉末与喷涂助剂按重量比7∶1∶3均匀混合。金属丝网采用304不锈钢丝网，目数为50目，丝径为0.203mm。其他与实施例1相同，使用750～900℃的微碳化焰喷涂混合粉末。经多次喷涂后，形成厚度为0.5mm多孔材料，其孔隙率为64.5％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)将铁基合金粉末、镍包铝粉末与喷涂助剂混合均匀；
所述的铁基合金粉末与镍包铝粉末的混合重量比为5∶1～7∶1；
所述的喷涂助剂为低熔点合金元素Cr、Ni、Ti、Al、Sn、B、P、Si中的一种或几种，其在喷涂粉末中的重量分数为10～30％；
(2)对金属丝网进行表面清洁处理，即除锈、去除氧化皮及油污；
(3)将表面处理好的金属丝网放入恒温箱中进行预热，温度控制在70～130℃；
(4)采用氧-乙炔火焰喷枪喷涂镍包铝粉末，在金属丝网表面形成底层；
(5)采用氧-乙炔火焰喷枪喷涂混合粉末，形成多孔结构，得到喷涂型金属丝网多孔材料。
2.如权利要求1所述的一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，所述的铁基合金粉末为细粒度球状粉末，其粒度为100～400目。
3.如权利要求1所述的一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，所述的金属丝网为铁、铜、不锈钢中的一种。
4.如权利要求1所述的一种喷涂型金属丝网多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的喷涂型金属丝网多孔材料厚度为0.2～0.8mm，孔隙率为30～60％，孔隙半径为0.05～0.4mm。
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