CN103436726B - 一种多孔金属材料的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔金属材料的制作方法，通过采用挤出机成型的制备方法，首先通过黏结剂和金属粉末加温混炼，黏结剂的作用使喂料便于挤出成型，符合物料挤出流动条件，而后通过在挤出机成型植丝，然后针对黏合剂进行脱脂，利用熔点不同的原理，熔化植丝，从而形成小孔，该工艺流程速度快，成本低，适合大批量生产，市场推广的前景非常广阔。

Description

一种多孔金属材料的制作方法

技术领域

本发明涉及一种多孔金属材料的制作方法。

背景技术

多孔材料在能源、环保、航空航天等各领域有着广泛的应用。无序结构的多孔材料，虽然能计算和可控流体通过指数，但其中的孔径大小、孔的形状、间隙度和弯曲度等的综合计算非常复杂，流体的实际通过能力又与材料的形状和尺寸有关，要精确控制非常困难。相比较有序多孔材料的流体通过的计算和控制就非常容易。在材料的力学性能方面，相同的开孔率，有序孔材料要比无序孔材料强度高。无序孔材料由于孔道弯曲，容易纳污，致使材料失效，且不容易清洗。有序孔材料由于孔道贯通，使用效率高，且易清洁。综上述，有序多孔材料的应用有着广泛的前景。在目前介绍的有序多孔材料的制作中，一般采用扩散烧结法和模板法，这些方法制造速度缓慢，成本高，不适宜大批量生产。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种新颖的多孔金属材料的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种多孔金属材料的制作方法，包括

11)将黏结剂与金属粉末均匀混合，通过加温混炼，挤出造粒成喂料；

12)将挤出造粒成的喂料倒入挤出成型机进行预热，在挤出成型机中的成型模具中植丝，将预热后的喂料与植丝一起挤出成型，冷却并截成一定长度的物料；

13)根据步骤11)中黏结剂的性能选择对应的脱脂方法，完成脱脂处理；

14)将经过步骤13)获得的物料置入真空烧结炉中，提高温度使所述植丝熔化；

15)取出材料，冷却后按需要长度要求进行截取。

进一步的，所述步骤12)的挤出成型机采用螺杆式挤出机。

进一步的，所述植丝为植入圆状线，所述圆状线采用金属线、塑料线混合线。

进一步的，所述圆状线熔点低于所述金属粉末，所述金属线采用低熔点高抗拉的金属线。

进一步的，所述金属线采用铜质线。

进一步的，所述步骤14)中，所述的真空烧结炉中采用在炉膛内通过反冲气体来保护元素蒸发的真空烧结法。

进一步的，所述反冲气体为氮气。

进一步的，所述黏结剂采用增塑黏结剂。

本发明的有益效果在于：通过采用挤出机成型的制备方法，首先通过黏结剂和金属粉末加温混炼，黏结剂的作用使喂料便于挤出成型，符合物料挤出流动条件，而后通过在挤出机成型植丝，然后针对黏合剂进行脱脂，利用熔点不同的原理，熔化植丝，从而形成小孔，该工艺流程速度快，成本低，适合大批量生产，市场推广的前景非常广阔。

附图说明

图1为挤出成型机的结构示意图；

图2为挤出成型机中模具的结构示意图。

图3为挤出成型机中模具的结构的另一个示意图。

附图标记：植丝1；电热器2；挤出件3；挤出机螺杆4；过滤板5；圆形模具6；方形模具7。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1～图3所示，一种有序多孔金属材料的制备方法，制备方法的步骤如下：步骤一，将金属粉末与黏结剂通过加温混炼、挤出造粒成喂料，金属粉末的粒度可以是5μm～500μm。添加黏结剂的作用是便于挤出成型，因此该黏结剂只要符合物料挤出流动条件即可，可优选地为增塑黏结剂，更优选地为酚醛树脂为主要添加剂的黏结剂。步骤二，将制成的喂料倒入挤出成型机进行预热，将喂料加热形成液体状态，通过挤出成型机中的成型模具，对喂料穿入植丝，该挤出成型机为常规适合金属挤出的机械，优选地为螺杆式挤出机，此时挤出机螺杆将液态的喂料进行推入，喂料通过过滤板后进入成型模具，喂料中的杂料则被过滤板进行过滤，该成型模具可以根据不同需要进行设计，例如可以是圆形模具，也可以成方形模具；预热后的喂料与植丝一起挤出成型，挤出成型过程中在挤出件冷却并截成一定长度的物料；挤出成型机中的挤出成型模具为：可以植入成型用圆状线，与喂料一起挤出成型的模具。在模具周围设有电热器是为了保持喂料的液态状态；该圆状线为金属线、塑料线的混合丝，该混合丝结构可以是包裹塑料线包裹金属线，熔点要低于所烧结的材料，金属线主要是为了可以均匀的覆盖孔的表面，塑料线则是为了多孔的需要，优选为相对低熔点高抗拉的金属线，例如铜质线等。步骤三，根据黏结剂的性能选择脱脂方法，完成脱脂处理。脱脂方式例如可以为热脱除法、溶剂萃取法、溶解法、热分解法等等，具体采用何种脱脂方式关键在于使用何种黏结剂，由于该具体脱脂方式以及根据黏结剂的性能选择脱脂方法是本领域的公知常识，因此在这里不做赘述。步骤四，将物料置入真空烧结炉中，当温度升到一定温度时，植丝熔化，其中金属丝熔化后会被金属材料吸收，而塑料丝会炭化，有一部分被金属材料吸收，一部分成炭化尘埃，当温度达到材料烧结温度后，有序多孔材料被烧结成型。步骤五，取出材料，冷却后可以按产品长度要求进行截取，从而得到有序的、多孔的金属制品。所述的真空烧结为炉膛内通过反冲气体来保护元素蒸发的真空烧结法，优选地为氮气作为反冲气体的烧结方法，该金属有序多孔材料的制备方法也适合陶瓷、金属陶瓷合金的生产领域。

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保护范围内。

Claims (8)

1.一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，包括

11)将黏结剂与金属粉末均匀混合，通过加温混炼，挤出造粒成喂料；

12)将挤出造粒成的喂料倒入挤出成型机进行预热，在挤出成型机中的成型模具中植丝，将预热后的喂料与植丝一起挤出成型，冷却并截成一定长度的物料；

13)根据步骤11)中黏结剂的性能选择对应的脱脂方法，完成脱脂处理；

14)将经过步骤13)获得的物料置入真空烧结炉中，提高温度使所述植丝熔化；

15)取出材料，冷却后按需要长度要求进行截取。

2.根据权利要求1所述的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述步骤12)的挤出成型机采用螺杆式挤出机。

3.根据权利要求1所述的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述植丝为植入圆状线，所述圆状线采用金属线、塑料线混合线。

4.根据权利要求3所述的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述圆状线熔点低于所述金属粉末，所述金属线采用低熔点高抗拉的金属线。

5.根据权利要求3所述的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述金属线采用铜质线。

6.根据权利要求1所述的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述步骤14)中，所述的真空烧结炉中采用在炉膛内通过反冲气体来保护元素蒸发的真空烧结法。

7.根据步骤6所述的的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述反冲气体为氮气。

8.根据权利要求1所述的一种多孔金属材料的制作方法，其特征在于，所述黏结剂采用增塑黏结剂。