CN103862053B - 烧结金属粉末过滤管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结金属粉末过滤管的制备方法，采用的是耐高温玻璃管做为压制成型的刚性模具，大幅度提高了产品表面的光洁度、圆度以及直线度，同时降低了压制时的压制压力，从而大幅度提高了金属粉末过滤管的孔隙率，增加了模管的流体渗透能力，并在烧结前，向过滤模管胚体内填入耐高温氧化铝瓷球作为内部支撑，这样，大幅度降低了在烧结时，粉末管在收缩过程中，由于收缩不均匀现象造成的粉末管向内塌陷、变形等不良，提高了产品的良率。同时，由于在过滤模管胚体内放入了氧化铝瓷球作为内支撑，使得模管胚体在炉内的放置方式得到了改善，胚体可以平着置于炉内，也可以竖直放置进行烧结，这样也放宽了对炉体型式的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结金属粉末过滤管的制备方法。
背景技术
模分离技术是现代化工和环保的重要组成部分，是21世纪新兴的高科技产业之一。模分离技术有很多的优势，其中最显著的优势是高效、节能和无污染，被广泛用于石油化工、现代医药、火力发电等许多领域。模产品从种类上可分为有机模和无机模。无机模的材质主要分为陶瓷和金属两种。无机模有很多优点，机械强度高、耐高压、耐高温等。与陶瓷模相比，金属模更加容易通过焊接等手段制得，而陶瓷模管的封装要复杂的多。另外，金属模耐热冲击的能力更佳，不会在使用过程中发生脆裂。
目前，多采用冷等静压法来制备金属粉末过滤管。在冷等静压法中一个至关重要的环节就是粉末管压制模具的制备。压制模具的好坏，会直接影响到产品各方面的性能。在现有技术中，制备金属粉末过滤管的压制模具多采用以陶瓷管作为成型和烧结的载体。这样的方法所得到的粉末过滤管虽然在很大程度上满足了生产的需求，但依然存在着一定的缺陷。金属粉末管的过滤方式多为表面过滤，而用陶瓷管作为成型和烧结的载体所得到过滤管，表面光洁度不高，这样在过滤时，会增大杂质附着在滤芯表面的几率，而影响到过滤的效率和滤芯的使用寿命，同时也增大了反吹反冲洗的难度。此外，采用陶瓷管做为粉末管压制成型的载体，需要冷等静压机的压制压力较高，这样会直接导致金属粉末过滤管的孔隙率降低，粉末管的流体渗透力减弱，影响了过滤效率。另外，陶瓷管的高密度性较差，孔隙率较大，渗透性较大，在放入冷等静压机的压制过程中为了防止乳化液在高压作用下通过陶瓷管浸入到金属粉末中而造成产品不良，必须在整根陶瓷管的外侧套上弹性密封套，而弹性密封套与陶瓷管为紧配合。这样，大大增加了压制模具的组装与拆卸难度，降低了生产效率。同时，陶瓷管的价格较高，这样又增加了模具成本。最后，在烧结的过程中，过滤模管内腔没有添加任何的支撑物，这样就无法避免在烧结过程中所产生的模管胚体向内塌陷、收缩不均匀、变形等不良，成品的良率受到了严重影响。另外，由于没有支撑物的支撑，导致了过滤膜管胚体只能立着置于炉内进行烧结，这样才能克服重力因素所导致的一面塌陷或收缩不良的现象。同时，立式的烧结方式又限制了对炉体型式的选择。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种烧结金属粉末过滤管的制备方法，能够大幅度提高金属粉末过滤管直线度、圆度、壁厚均匀性和表面光泽度以及使用寿命，特别适合工业生产中反吹反冲洗。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属粉末管成型模具，包括内模、外模和卡塞，该内模套设于所述外模内且二者之间形成粉末管成型模腔；所述卡塞为两个，分别设于所述内模和外模形成的粉末管成型模腔的两端口内用于密封该模腔；所述外模为耐高温玻璃管制成的刚性模具。
作为本发明的进一步改进，所述内模包括聚氨酯内模和套设于该聚氨酯内模内的内支撑管。
作为本发明的进一步改进，所述聚氨酯内模的硬度范围50-90度，表面粗糙度≦3.2um。
作为本发明的进一步改进，在所述外模的两端外周套设有若干个卡箍。
作为本发明的进一步改进，所述卡箍为不锈钢卡箍。
本发明还提供一种烧结金属粉末过滤管的制备方法，包括以下步骤：
第一步：首先根据最终需要烧结出的金属粉末过滤管的过滤精度选用合适的级别的金属粉末，然后将所选用的金属粉末与适量的添加剂进行充分混合；
第二步：将第一步配好的金属粉末混合料填入如权利要求1至5中任一项所述的粉末管成型模具中，然后将该粉末管成型模具放入冷等静压设备中，将压力控制在80-120MPa，进行压制成型；
第三步：将经第二步处理后的粉末管成型模具中的内模取出，得到包有耐高温玻璃管的金属粉末过滤管胚体，然后用耐高温球体以松填料的方式将所述金属粉末过滤管胚体内腔填满，并将该金属粉末过滤管胚体的两端密封，然后将该金属粉末管过滤管胚体放入真空炉中进行烧结，烧结温度为1100-1300℃，保温1-3小时后降温冷却，得到金属粉末管成品(烧结后的金属粉末过滤管产生致密化的收缩，从烧结载体的耐高温玻璃管内壁脱落开来)。
作为本发明的进一步改进，所述金属粉末为不锈钢粉末、镍基合金、镍、钛、铜或其合金。
作为本发明的进一步改进，所述的耐高温球体为氧化铝瓷球，瓷球的平均直径为1-5mm。
本发明的有益效果是：一是利用耐高温玻璃管作为压制成型和烧结的刚性模具，大幅度提高了产品表面的光洁度、圆度以及直线度，同时产品壁厚的均匀性也会得到大幅度的提高。产品表面光洁度的提高减少了杂质在过滤管外壁的附着力，有利于反吹反冲洗再生的过程。二是以耐高温玻璃管为刚性模具，避免了以陶瓷管作为刚性模具的缺点，不需要对玻璃管整体进行密封，只需将两端密封即可，这样降低了压制模具组装和拆卸的难度，提高了生产效率。同时，以耐高温玻璃管作为刚性模具降低了压制模具的整体成本。三是与现有技术相比，由于本发明采用的是耐高温玻璃管做为压制成型的刚性模具，降低了压制时的压制压力，从而大幅度提高了金属粉末过滤管的孔隙率，增加了模管的流体渗透能力。四是烧结前，向过滤模管胚体内填入耐高温氧化铝瓷球作为内部支撑，这样，大幅度降低了在烧结时，粉末管在收缩过程中，由于收缩不均匀现象造成的粉末管向内塌陷、变形等不良，提高了产品的良率。同时，由于在过滤模管胚体内放入了氧化铝瓷球作为内支撑，使得模管胚体在炉内的放置方式得到了改善，胚体可以平着置于炉内，也可以竖直放置进行烧结，这样也放宽了对炉体型式的要求。
附图说明
图1为本发明所述金属粉末管成型模具结构示意图；
图2A-2E为本发明所述金属粉末管成型模具的组装和拆卸过程示意图；
图3A-3F为本发明所述金属粉末管的制备过程示意图；
图4A为本发明所述金属粉末管制备过程中的水平式烧结示意图；
图4B为本发明所述金属粉末管制备过程中的垂直式烧结示意图。
结合附图，作以下说明：
1——内模2——外模
3——卡塞4——模腔
11——聚氨酯内模12——内支撑管
5——卡箍6——密封乳胶套
具体实施方式
结合附图，对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。
如图1所示的一种金属粉末管成型模具为本发明的一种优选实施例，该金属粉末管成型模具包括内模1、外模2和卡塞3，该内模套设于外模内且二者之间形成粉末管成型模腔4；所述卡塞为两个，分别设于所述内模和外模形成的粉末管成型模腔的两端口内用于密封该模腔；所述外模为耐高温玻璃管制成的刚性模具。所述内模包括聚氨酯内模11和套设于该聚氨酯内模内的内支撑管12。所述聚氨酯内模的硬度范围50-90度，表面粗糙度≦3.2um。在所述外模的两端外周套设有若干个不锈钢卡箍5及密封乳胶套6。
该金属粉末管成型模具的组装和拆卸过程如图2A-2E所示，首先将内模1和外模2组装在一起，仅安装模腔一端的卡塞3，如图2A所示；然后将待成型用混合好的金属粉末填入模腔内，如图2B所示；然后塞紧另一卡塞3，安装不锈钢卡箍5及密封乳胶套6，密封好金属粉末管成型模具，如图2C所示；将该金属粉末管成型模具放入等静压设备中压制后取出内模，得到金属粉末管胚体，如图2D所示；最后进行烧结，得到金属粉末管成品，如图2E所示。
如图3A-3F，为本发明的一种烧结金属粉末过滤管的制备方法的过程示意图，主要包括：
第一步：首先根据最终需要烧结出的金属粉末过滤管的过滤精度选用合适的级别的金属粉末，然后将所选用的金属粉末与适量的添加剂进行充分混合；
第二步：模具组装，如图3A所示，并将第一步配好的金属粉末混合料填入上述的粉末管成型模具中，如图3B所示，然后将金属粉末管成型模具密封，如图3C所示，然后将该粉末管成型模具放入冷等静压设备中，将压力控制在80-120MPa，进行压制成型；
第三步：将经第二步处理后的粉末管成型模具中的内模取出，得到包有耐高温玻璃管的金属粉末过滤管胚体，如图3D所示，然后用耐高温球体以松填料的方式将所述金属粉末过滤管胚体内腔填满，并将该金属粉末过滤管胚体的两端密封，如图3E所示，然后将该金属粉末管过滤管胚体放入真空炉中进行烧结，烧结温度为1100-1300℃，保温1-3小时后降温冷却，得到金属粉末管成品(烧结后的金属粉末过滤管产生致密化的收缩，从烧结载体的耐高温玻璃管内壁脱落开来)，如图3F所示。
在烧结前，由于向过滤模管胚体内填入耐高温氧化铝瓷球作为内部支撑，这样，大幅度降低了在烧结时，粉末管在收缩过程中，由于收缩不均匀现象造成的粉末管向内塌陷、变形等不良，提高了产品的良率。同时，由于在过滤模管胚体内放入了氧化铝瓷球作为内支撑，使得模管胚体在炉内的放置方式得到了改善，胚体可以平着置于炉内，如图4A所示，也可以竖直放置进行烧结，如图4B所示，这样也放宽了对炉体型式的要求。
优选的，所述金属粉末为不锈钢粉末、镍基合金、镍、钛、铜或其合金。
优选的，所述的耐高温球体为氧化铝瓷球，瓷球的平均直径为1-5mm。
Claims (3)
1.一种烧结金属粉末过滤管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：首先根据最终需要烧结出的金属粉末过滤管的过滤精度选用合适级别的金属粉末，然后将所选用的金属粉末与适量的添加剂进行充分混合；
第二步：将第一步配好的金属粉末混合料填入粉末管成型模具中，然后将该粉末管成型模具放入冷等静压设备中，将压力控制在80-120MPa，进行压制成型，其中，金属粉末管成型模具包括内模、外模和卡塞，该内模套设于所述外模内且二者之间形成粉末管成型模腔；所述卡塞为两个，分别设于所述内模和外模形成的粉末管成型模腔的两端口内用于密封该模腔；所述外模为耐高温玻璃管制成的刚性模具；
第三步：将经第二步处理后的粉末管成型模具中的内模取出，得到包有耐高温玻璃管的金属粉末过滤管胚体，然后用耐高温球体以松填料的方式将所述金属粉末过滤管胚体内腔填满，并将该金属粉末过滤管胚体的两端密封，然后将该金属粉末管过滤管胚体放入真空炉中进行烧结，烧结温度为1100-1300℃，保温1-3小时后降温冷却，烧结后的金属粉末过滤管产生致密化的收缩，从烧结载体的耐高温玻璃管内壁脱落开来，得到金属粉末管成品。
2.根据权利要求1所述的烧结金属粉末过滤管的制备方法，其特征在于：所述金属粉末为不锈钢粉末、镍、钛、铜至少其中之一。
3.根据权利要求1所述的金属粉末过滤管的制备方法，其特征是：所述的耐高温球体为氧化铝瓷球，瓷球的平均直径为1-5mm。
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| CN103862053A (zh) | 2014-06-18 |
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| COR | Change of bibliographic data |
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Effective date of registration: 20190315 Address after: 100000 Fuxing Road, Haidian District, Beijing, No. 12, 15, 16 Gates, 6 Patentee after: Xu Xiaoping Address before: 215300 No. 108 Organ Road, Small and Medium Enterprise Park, Kunshan Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: SUZHOU HAIPU FILTERING SEPARATION TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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