CN111450618A - 一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺，包括如下步骤：S1：多孔材料制备：牵伸→断裂→纤维输送→气流成型→粘合→检测；S2：覆合：选用→叠加→滚压→检测；S3：真空热处理：装载→覆合→烧结→冷却→卸载；S4：金属压延：整型→裁切→检测→包装；牵伸采用三段牵伸断裂工艺，易于分散形成单纤维，断裂长度可自由调节，更加便于纤维长度的控制，使得输出的金属纤维完全解决了端部粘结问题，避免了滤材局部堵塞点，大幅提高了多孔材料的孔隙率和过滤效率；采用封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺，配备了多个控制器和感应器，用于实时监测设备运行过程中的各项参数，并在风道中配置湿度调节器，用于解决金属纤维自身的静电问题。
Description
技术领域
本发明涉及多孔过滤技术领域，具体为一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺。
背景技术
传统意义上讲，过滤是指利用有孔介质从气相或液相中去除污染物。这个有孔介质通常就是过滤材料。在许多领域里，过滤与分离也可以采用无孔的致密膜，例如用于氢气分离提纯的钯合金致密金属膜。从材质上分，过滤材料可分为有机和无机两大类；若按孔径分，可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜。有机膜通常是由有机材料或者高分子材料制备，例如聚丙烯喷熔膜，聚四氟乙烯膜和聚酯等。无机膜主要有金属膜和陶瓷膜两大类。本项目主要涉及到传统的金属过滤材料和未来市场前景巨大的高温过滤材料和气体净化等高新产品。
金属多孔材料是当前发展较快的一种功能材料，它具有渗透性好、孔径可调、耐腐蚀、耐高温、强度高等优点，可以制成过滤器、分离膜、消音器、催化剂载体、电池电极、阻燃防爆等材料，在原子能、石化、冶金、机械、医药、环保等行业已得到了广泛的应用。金属多孔材料主要有三种类型：粉末烧结多孔材料，金属纤维毡和复合金属丝网材料等。我国金属多孔材料正处于迅速发展阶段，具有很大的市场开发前景。金属多孔材料应用的领域正在不断拓展，市场需求增长迅速。以下列举金属过滤材料的部分典型应用：
a、石化炼油工艺中，价格昂贵的催化裂化催化剂的分离回收。金属过滤器在这一领域应用广泛，主要是利用了它的耐高温高压和耐腐蚀等优点。
b、化纤行业中，熔体的过滤去除固体杂质和胶体。不锈钢多孔材料可用于喷丝头前级过滤、聚酯切片生产中的熔体过滤等。
c、机械加工和钢铁冶金行业中，精密机械润滑油﹑液压油的过滤，以保护精密机械的正常运转，并延长使用寿命。
d、在石化行业，多孔不锈钢用于钻井中泥沙分离、油蜡分离、天然气过滤等；在化工行业金属多孔材料更是作为过滤分离材料广泛用于多相分离、净化过滤等工艺过程。
除了作为过滤分离材料外，金属多孔材料还应用在电极材料方面，如镍纤维毡作为镍氢电池电极，多孔钽作为电容器电极等，还应用在高温催化剂载体，消音材料等。金属多孔材料具有阻燃防爆作用，如应用在飞机、汽车油箱里可以减少油箱爆炸的机率，也可以应用于热管材料、阻尼材料。还有可以作为医学材料，如多孔钛可作为人工关节材料等。随着新技术和新材料的不断涌现，可以预计未来金属过滤材料的应用范围会更加广泛，市场潜力会快速增长。
能源和环保是21世纪的两大主题。在当今世界上能源短缺，水资源匮乏，和环境污染日益严重的情况下，膜分离技术以其高效，节能及无污染的特点，迅速成为新兴的技术产业。膜分离技术将会成为本世纪最有发展前途的高科技产业之一。发展膜分离技术对于学科建设和经济发展均具有重要而深远的意义。
金属膜的主要优势包括耐高温，耐高压及耐腐蚀性强等特点。在高温高压以及强腐蚀性流体过滤中,发挥着其他过滤媒介不可替代的作用。今天，金属过滤器已被广泛应用于火力发电，石油化工，普通化工，垃圾焚烧, 食品工业, 微电子工业等许多领域。特别是未来的发展方向，例如高温过滤，新能源领域的洁净煤发电技术等更加渴求高性能的过滤材料。但是，目前国内的技术水平还不能满足高端的需求，这部分需求基本上还是依赖国外进口来填补。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺。
本发明的技术方案是提供一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
S1：多孔材料制备：牵伸→断裂→纤维输送→气流成型→粘合→检测；
S2：覆合：选用→叠加→滚压→检测；
S3：真空热处理：装载→覆合→烧结→冷却→卸载；
S4：金属压延：整型→裁切→检测→包装；
所述步骤S1中，牵伸采用三段牵伸断裂工艺，易于分散形成单纤维，断裂长度可自由调节，更加便于纤维长度的控制，使得输出的金属纤维完全解决了端部粘结问题，避免了滤材局部堵塞点，大幅提高了多孔材料的孔隙率和过滤效率；
所述步骤S1中，采用封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺，配备了多个控制器和感应器，用于实时监测设备运行过程中的各项参数，并在风道中配置湿度调节器，用于解决金属纤维自身的静电问题；
所述步骤S3中，采用分段保温热压快冷单相固态烧结工艺，通过滤材的孔隙率倒推计算烧结参数，设计烧结温度和保温时间，并严格控制过程真空度和冷却速度，抑制发生相变，由表面扩散和体积扩散综合作用控制，完全避免弹性应变导致的烧结收缩，实现金属纤维多孔材料的孔结构的有效控制，大幅减少了生产周期和生产成本。
进一步的，所述加工工艺采用气流输送机构，由输送管道和安装在输送管道内的调节装置构成。为提高金属纤维在最终成型中中排列的无序度，输送管道采用渐扩型变截面结构，管道中任意两个截面的截面积都不相等，且从入口到出口逐步扩大。分散的单纤维随气流通过渐扩风道，由于气流扩散而降低了流速，纤维的头部速度减慢而尾部速度很快，尾部推动头部运动，使纤维呈现无规则杂乱状态。
进一步的，所述步骤S1中，封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺采用多台不同功率和转速的风机配合工作，按需分别调节气流，完成纤维的输送、剥离与成网，这种方式制得的纤维网，均匀度易于控制，一致性更好。
本发明的有益效果是：本发明的一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺具有如下优点：
1、技术先进，在金属滤材产品的开发理念方面，本发明立足于金属滤材的产品升级，瞄准国外竞争对手，并逐步取代进口产品。
2、工艺先进，公司在传统产品的研发过程中，致力于先进工艺的开发。独特的生产工艺确保了公司的产品的高品质和稳定的产品质量。
3、成本低，在生产工艺的不断突破的基础上，有效地降低了生产成本。与国内现有技术相比，本发明成本降低了20%以上。
4、本发明牵伸采用三段牵伸断裂工艺，易于分散形成单纤维，断裂长度可自由调节，更加便于纤维长度的控制，使得输出的金属纤维完全解决了端部粘结问题，避免了滤材局部堵塞点，大幅提高了多孔材料的孔隙率和过滤效率；
5、本发明采用封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺，配备了多个控制器和感应器，用于实时监测设备运行过程中的各项参数，并在风道中配置湿度调节器，用于解决金属纤维自身的静电问题；
6、本发明采用分段保温热压快冷单相固态烧结工艺，通过滤材的孔隙率倒推计算烧结参数，设计烧结温度和保温时间，并严格控制过程真空度和冷却速度，抑制发生相变，由表面扩散和体积扩散综合作用控制，完全避免弹性应变导致的烧结收缩，实现金属纤维多孔材料的孔结构的有效控制，大幅减少了生产周期和生产成本。
7、本发明采用气流输送机构，由输送管道和安装在输送管道内的调节装置构成。为提高金属纤维在最终成型中中排列的无序度，输送管道采用渐扩型变截面结构，管道中任意两个截面的截面积都不相等，且从入口到出口逐步扩大。分散的单纤维随气流通过渐扩风道，由于气流扩散而降低了流速，纤维的头部速度减慢而尾部速度很快，尾部推动头部运动，使纤维呈现无规则杂乱状态。
8、本发明的封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺采用多台不同功率和转速的风机配合工作，按需分别调节气流，完成纤维的输送、剥离与成网，这种方式制得的纤维网，均匀度易于控制，一致性更好。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
本发明的一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
S1：多孔材料制备：牵伸→断裂→纤维输送→气流成型→粘合→检测；
S2：覆合：选用→叠加→滚压→检测；
S3：真空热处理：装载→覆合→烧结→冷却→卸载；
S4：金属压延：整型→裁切→检测→包装；
所述步骤S1中，牵伸采用三段牵伸断裂工艺，易于分散形成单纤维，断裂长度可自由调节，更加便于纤维长度的控制，使得输出的金属纤维完全解决了端部粘结问题，避免了滤材局部堵塞点，大幅提高了多孔材料的孔隙率和过滤效率；
所述步骤S1中，采用封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺，配备了多个控制器和感应器，用于实时监测设备运行过程中的各项参数，并在风道中配置湿度调节器，用于解决金属纤维自身的静电问题；
所述步骤S3中，采用分段保温热压快冷单相固态烧结工艺，通过滤材的孔隙率倒推计算烧结参数，设计烧结温度和保温时间，并严格控制过程真空度和冷却速度，抑制发生相变，由表面扩散和体积扩散综合作用控制，完全避免弹性应变导致的烧结收缩，实现金属纤维多孔材料的孔结构的有效控制，大幅减少了生产周期和生产成本。
本发明一个较佳实施例中，所述加工工艺采用气流输送机构，由输送管道和安装在输送管道内的调节装置构成。为提高金属纤维在最终成型中中排列的无序度，输送管道采用渐扩型变截面结构，管道中任意两个截面的截面积都不相等，且从入口到出口逐步扩大。分散的单纤维随气流通过渐扩风道，由于气流扩散而降低了流速，纤维的头部速度减慢而尾部速度很快，尾部推动头部运动，使纤维呈现无规则杂乱状态。
本发明一个较佳实施例中，所述步骤S1中，封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺采用多台不同功率和转速的风机配合工作，按需分别调节气流，完成纤维的输送、剥离与成网，这种方式制得的纤维网，均匀度易于控制，一致性更好。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
S1：多孔材料制备：牵伸→断裂→纤维输送→气流成型→粘合→检测；
S2：覆合：选用→叠加→滚压→检测；
S3：真空热处理：装载→覆合→烧结→冷却→卸载；
S4：金属压延：整型→裁切→检测→包装；
所述步骤S1中，牵伸采用三段牵伸断裂工艺，易于分散形成单纤维，断裂长度可自由调节，更加便于纤维长度的控制，使得输出的金属纤维完全解决了端部粘结问题，避免了滤材局部堵塞点，大幅提高了多孔材料的孔隙率和过滤效率；
所述步骤S1中，采用封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺，配备了多个控制器和感应器，用于实时监测设备运行过程中的各项参数，并在风道中配置湿度调节器，用于解决金属纤维自身的静电问题；
所述步骤S3中，采用分段保温热压快冷单相固态烧结工艺，通过滤材的孔隙率倒推计算烧结参数，设计烧结温度和保温时间，并严格控制过程真空度和冷却速度，抑制发生相变，由表面扩散和体积扩散综合作用控制，完全避免弹性应变导致的烧结收缩，实现金属纤维多孔材料的孔结构的有效控制，大幅减少了生产周期和生产成本。
2.根据权利要求1所述的一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺，其特征在于：所述加工工艺采用气流输送机构，由输送管道和安装在输送管道内的调节装置构成。
3.为提高金属纤维在最终成型中中排列的无序度，输送管道采用渐扩型变截面结构，管道中任意两个截面的截面积都不相等，且从入口到出口逐步扩大。
4.分散的单纤维随气流通过渐扩风道，由于气流扩散而降低了流速，纤维的头部速度减慢而尾部速度很快，尾部推动头部运动，使纤维呈现无规则杂乱状态。
5.根据权利要求1所述的一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中，封闭循环和抽吸结合的气流成型工艺采用多台不同功率和转速的风机配合工作，按需分别调节气流，完成纤维的输送、剥离与成网，这种方式制得的纤维网，均匀度易于控制，一致性更好。
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| CN202010232955.5A Pending CN111450618A (zh) | 2020-03-28 | 2020-03-28 | 一种金属纤维多孔过滤材料的加工工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111450618A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113088738A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-09 | 福建强纶新材料股份有限公司 | 一种金属纤维多孔材料及其制造方法 |
-
2020
- 2020-03-28 CN CN202010232955.5A patent/CN111450618A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113088738A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-09 | 福建强纶新材料股份有限公司 | 一种金属纤维多孔材料及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200728 |