CN102179105B - 金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，先加工金属纤维毡，再制得多层复合纤维毡，然后进行烧结，得到金属网纤维毡复合过滤片产品，最后压制、喷涂、真空烧结炉中进行烧结，得到具有纳米级过滤精度的粉末涂层金属纤维毡产品。具有涂层的金属纤维毡既拥有金属纤维毡的低过滤阻力，又能通过打折得到超大的过滤面积，同时拥有高过滤精度和高的力学指标，是高精密过滤时的理想过滤材料，能满足在高温条件使用下的石化行业中的贵金属催化剂过滤、精密轧机的加工过程中的润滑油过滤中对过滤材料的要求，是一种广泛应用于化工、医药、发电、冶金和食品等工业领域。
Description
技术领域
本发明属于过滤设备生产技术领域，涉及一种广泛应用于化工、医药、发电、冶金和食品等工业领域，用于对工业机械设备液压油和润滑油进行精密过滤的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法。
背景技术
在石化行业中的贵金属催化剂过滤以及精密轧机的加工过程中的润滑油过滤，对过滤的要求非常严格，对其中颗粒物质的截留要求很高，而且其中的颗粒物质的大小，其中大部分的颗粒物的粒径甚至小于100纳米，使用温度也往往很高，甚至超过100℃，在这种条件下，普通的过滤材料由于受到过滤精度的限制或者使用温度的限制无法达到使用要求。在目前存在的能达到这些这些要求的过滤材料只有陶瓷膜过滤器，但是陶瓷膜过滤器由于无法制备成大面积的膜需要数量很大的过滤器滤芯来满足要求，从而使得过滤设备的造价极为昂贵。
发明内容
为克服上述的技术缺点，本发明提供一种能满足在高温条件下使用的石化行业中的贵金属催化剂过滤、精密轧机的加工过程中的润滑油过滤中对过滤材料要求的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方法是：一种金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其工艺步骤是：
第一步：首先将金属丝或者金属合金加工成丝径为1～30um的金属纤维，然后将金属纤维短切成1～10厘米的短纤维，再使用金属纤维布毡机将将不同丝径的短纤维加工成金属纤维毡；
第二步：将由上述丝径不同的纤维所加工成的纤维毡采用一层或多层叠加的方法，制得多层复合纤维毡；
第三步：将上述多层复合纤维毡放入真空烧结炉或者具有还原性质的保护气氛中进行烧结，烧结温度为1100～1500℃，保温时间为1～5小时，经冷却降温后，得到烧结后的金属网纤维毡复合过滤片产品；
第四步：采用轧机压制来调节金属网纤维毡复合过滤片产品的厚度，得到设定厚度为0.1～1.2cm的金属纤维毡，在金属网纤维毡复合过滤片产品具有细纤维的一面上喷涂100～10000目的金属粉末涂层，然后将其放入真空烧结炉或者具有还原性质的保护气氛中进行烧结，烧结温度为1000～1300℃，保温时间为1～5小时，经冷却降温后取出，得到具有纳米级过滤精度的粉末涂层金属纤维毡产品。
所述金属纤维采用的材质有Fe、Co、 Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Sn、Ta、Nb、Zr元素组成的的单质金属丝，或者是由这些金属元素所形成的合金加工成的金属纤维。
所述金属纤维有304不锈钢纤维、316 L不锈钢纤维、哈氏合金纤维、310S不锈钢纤维、金属钛纤维和铁铬铝金属纤维。
所述金属粉末的同一涂层采用的材质有Fe、Co、 Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Sn、Ta、Nb、Zr元素组成的单质金属粉末，或者是由这些金属元素所形成的合金加工成的金属粉末。
所述金属粉末有304不锈钢粉末、316 L不锈钢粉末、哈氏合金粉末、310S不锈钢粉末、金属钛粉末和铁铬铝金属粉末。
所述金属纤维使用的材质与涂层粉末使用的材质相同或不相同。
本发明的有益效果是：具有涂层的金属纤维毡既拥有金属纤维毡的低过滤阻力，又能通过打折得到超大的过滤面积，同时拥有高过滤精度和高的力学指标，是高精密过滤时的理想过滤材料，能满足在高温条件使用下的石化行业中的贵金属催化剂过滤、精密轧机的加工过程中的润滑油过滤中对过滤材料的要求，是一种广泛应用于化工、医药、发电、冶金和食品等工业领域，用于对工业机械设备液压油和润滑油进行精密过滤的金属粉末涂层纳米级过滤设备。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
一种金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其工艺步骤是：
首先将金属丝或者金属合金加工成不同丝径的金属纤维，金属纤维的丝径为1～30um，然后将金属纤维短切成1～10厘米的短纤维，再使用金属纤维布毡机将不同丝径的短纤维加工成金属纤维毡；再将由上述不同丝径的纤维所加工成的纤维毡采用一层或多层叠加的方法制得多层复合纤维毡；然后将上述多层复合纤维毡放入真空烧结炉或者具有还原性质的保护气氛中进行烧结，烧结温度为1100～1500℃，保温时间为1～5小时，经冷却降温后，得到烧结后的金属网纤维毡复合过滤片产品；再用轧机对金属网纤维毡复合过滤片产品进行压制来调节厚度，得到设定厚度为0.1～1.2cm的金属纤维毡；再在金属纤维毡具有细纤维的面上喷涂100～10000目的金属粉末涂层，然后将其放入真空烧结炉或者具有还原性质的保护气氛中进行烧结，烧结温度为1000～1300℃，保温时间为1～5小时，经冷却降温后取出，得到具有纳米级过滤精度的粉末涂层金属纤维毡产品。
所述金属纤维采用的材质有Fe、Co、 Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Sn、Ta、Nb、Zr元素组成的的单质金属丝，或者是由这些金属元素所形成的合金加工成的金属纤维；所述金属纤维有304不锈钢纤维、316 L不锈钢纤维、哈氏合金纤维、310S不锈钢纤维、金属钛纤维和铁铬铝金属纤维。
所述金属粉末的同一涂层采用的材质有Fe、Co、 Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Sn、Ta、Nb、Zr元素组成的单质金属粉末，或者是由这些金属元素所形成的合金加工成的金属粉末；所述金属粉末有304不锈钢粉末、316 L不锈钢粉末、哈氏合金粉末、310S不锈钢粉末、金属钛粉末和铁铬铝金属粉末；所述金属纤维使用的材质可以和涂层粉末使用的材质相同也可以不相同。
实施例1：
取0.3公斤、丝径为8um的不锈钢304金属纤维，切成3～6cm长的短纤维，然后通过金属纤维布毡机进行制作，得到厚度为3～5mm、长为1600mm、宽为1250mm的单层金属纤维毛毡 1张；按照上述同样的步骤分别取0.3公斤、丝径分别为12um和20um的不锈钢304金属纤维，切成3～6cm长的短纤维，然后通过金属纤维布毡机进行制作，得到厚度为3～5mm、长为1600mm、宽为1250mm的单层金属纤维毛毡 各1张；然后将上述3张金属纤维毡叠加后，在真空炉中在1100～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.7mm厚，得到厚度均匀的304不锈钢金属纤维毡成品；然后在该纤维毡上喷涂1000目的304不锈钢金属粉末，控制涂层厚度为0.1mm，在真空炉中在1100～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.7mm厚，得到厚度均匀过滤精度为0.5um的304不锈钢金属粉末涂层纤维毡成品。
实施例2：
取0.3公斤、丝径为8um的不锈钢316LL金属纤维，切成3～6cm长的短纤维，然后通过金属纤维布毡机进行制作，得到厚度为3～5mm、长为1600mm宽为1250mm的单层金属纤维毛毡 1张；按照上述同样的步骤分别取0.3公斤、丝径分别为12um和20um的不锈钢316L金属纤维，切成3～6cm长的短纤维，然后通过金属纤维布毡机进行制作，得到厚度为3～5mm、长为1600mm、宽为1250mm的单层金属纤维毛毡 各1张；然后将上述3张金属纤维毡叠加后，在真空炉中在1100～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.5mm厚，得到厚度均匀的316L不锈钢金属纤维毡成品；然后在该纤维毡上喷涂3000目的316L不锈钢金属粉末,控制涂层厚度为0.1mm，在真空炉中在1100～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.7mm厚，得到厚度均匀过滤精度为0.2um的316L不锈钢金属粉末涂层纤维毡成品。
实施例3：
取0.3公斤、丝径为8um的金属钛金属纤维，切成3～6cm长的短纤维，然后通过金属纤维布毡机进行制作，得到厚度为3～5mm、长为1600mm、宽为1250mm的单层金属纤维毛毡 1张；在真空炉中在800～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.3mm厚，得到厚度均匀的金属钛纤维毡成品；然后在该纤维毡上喷涂1000目的金属钛粉末,控制涂层厚度为0.1mm，在真空炉中在800～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.3mm厚，得到厚度均匀过滤精度为0.5um的金属钛粉末涂层纤维毡成品。
实施例4：
取0.3公斤、丝径为8um的不锈钢316LL金属纤维，切成3～6cm长的短纤维，然后通过金属纤维布毡机进行制作，得到厚度为3～5mm、长为1600mm、宽为1250mm的单层金属纤维毛毡 1张；在真空炉中在1100～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.2mm厚，得到厚度均匀的316L不锈钢金属纤维毡成品；然后在该纤维毡上喷涂10000目的316L不锈钢金属粉末,控制涂层厚度为0.1mm，在真空炉中在1100～1300℃进行烧结，保温1～5小时，经冷却后，使用轧机轧制到0.2mm厚，得到厚度均匀过滤精度为0.05um的316L不锈钢金属粉末涂层纤维毡成品。
本发明具有涂层的金属纤维毡既拥有金属纤维毡的低过滤阻力，又能通过打折得到超大的过滤面积，同时拥有高过滤精度和高的力学指标，是高精密过滤时的理想过滤材料，能满足在高温条件使用下的石化行业中的贵金属催化剂过滤、精密轧机的加工过程中的润滑油过滤中对过滤材料的要求，是一种广泛应用于化工、医药、发电、冶金和食品等工业领域，用于对工业机械设备液压油和润滑油进行精密过滤的金属粉末涂层纳米级过滤设备。
Claims (6)
1.一种金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其特征在于工艺步骤是：
第一步：首先将金属丝或者金属合金加工成丝径为1～30um的金属纤维，然后将金属纤维短切成1～10厘米的短纤维，再使用金属纤维布毡机将将不同丝径的短纤维加工成金属纤维毡；
第二步：将由上述丝径不同的纤维所加工成的纤维毡采用一层或多层叠加的方法，制得多层复合纤维毡；
第三步：将上述多层复合纤维毡放入真空烧结炉或者具有还原性质的保护气氛中进行烧结，烧结温度为1100～1500℃，保温时间为1～5小时，经冷却降温后，得到烧结后的金属网纤维毡复合过滤片产品；
第四步：采用轧机压制来调节金属网纤维毡复合过滤片产品的厚度，得到设定厚度为0.1～1.2cm的金属纤维毡，在金属网纤维毡复合过滤片产品具有细纤维的一面上喷涂100～10000目的金属粉末涂层，然后将其放入真空烧结炉或者具有还原性质的保护气氛中进行烧结，烧结温度为1000～1300℃，保温时间为1～5小时，经冷却降温后取出，得到具有纳米级过滤精度的粉末涂层金属纤维毡产品。
2.如权利要求1所述的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其特征是：所述金属纤维采用的材质有Fe、Co、 Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Sn、Ta、Nb、Zr元素组成的的单质金属丝，或者是由这些金属元素所形成的合金加工成的金属纤维。
3.如权利要求1或2所述的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其特征是：所述金属纤维有304不锈钢纤维、316 L不锈钢纤维、哈氏合金纤维、310S不锈钢纤维、金属钛纤维和铁铬铝金属纤维。
4.如权利要求1所述的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其特征是：所述金属粉末的同一涂层采用的材质有Fe、Co、 Ni、W、Mo、Cr、Cu、Al、Ti、Sn、Ta、Nb、Zr元素组成的单质金属粉末，或者是由这些金属元素所形成的合金加工成的金属粉末。
5.如权利要求1或4所述的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其特征是：所述金属粉末有304不锈钢粉末、316 L不锈钢粉末、哈氏合金粉末、310S不锈钢粉末、金属钛粉末和铁铬铝金属粉末。
6.如权利要求1所述的金属粉末涂层纳米级过滤精度不锈钢纤维毡的生产方法，其特征是：所述金属纤维使用的材质与涂层粉末使用的材质相同或不相同。
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