CN113020603A - 一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺及装置 - Google Patents

一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺及装置，将粉末铺设、轧制、烧结以及成品卷收集中于一体，具有工艺流程短、原材料易获取、加工成本低、生产效率高等特点，易于实现自动化及大规模批量化生产；装置采用齿轮减速电动机作为动力源，结构紧凑，便于设备实现轻量化，传动效率高、能耗低、便于维护，同时采用变位齿轮进行传动，相对于链轮传动，传动系统结构更为紧凑，而且便于调节轧制间隙，能够轧制不同厚度的系列产品；实现对不同目数金属粉末和不同目数金属丝网带材的复合轧制，控制金属多孔材料的孔径和孔隙，制造具有不同孔径、孔隙率、透过性、导热率、结构强度的多微孔隙金属多孔材料。

Description

一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺及装置
技术领域
本发明涉及金属多孔材料制造的技术领域，尤其是指一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺及装置。
背景技术
金属多孔材料是一种具有一定大小孔径和孔隙、渗透性较好、耐高温、稳定性高、易加工、可再生的功能和结构材料。因此，广泛应用于过滤、降噪、催化、热交换等场合中。常见的金属多孔材料有四种类型：泡沫金属材料、粉末烧结多孔材料、金属纤维毡和复合金属丝网材料。泡沫金属材料孔隙率较大而强度较低，粉末烧结多孔材料制成尺寸较大的零件时易产生裂纹，金属纤维毡受纤维随机分布的影响，孔隙大小不均匀引起透气性不均匀。复合金属丝网材料因其具有金属丝网纤维连续和孔隙分布均匀的双重特点，因此不仅具有良好的力学性能，而且具有较好的透气性能。
专利申请号为201310308196.6的发明专利中公开了“一种多层金属网与金属粉末复合过滤管、滤芯的生产方法”，该方法通过将金属丝编制得到目数不同的金属丝网，然后把金属丝网通过逐层叠加得到叠层结构，叠层结构的目数从一侧向另一侧逐渐增大，叠层数目为1层至5层，然后将叠层结构在900至1500度的真空环境中进行烧结，烧结10至30小时，然后使用喷涂的方法将金属粉末喷涂于叠层结构的一侧，制作出100目至600目的金属复合层，复合层厚度为0.1至0.5mm，然后烧结得到多层金属网与金属粉末复合过滤片、滤管，其工艺过程复杂，金属粉末通过静电喷涂或普通喷涂于金属丝网上，金属粉末与丝网的结合强度低，金属丝网之间仅进行了叠制，网与网之间的接触面积有限，无法建立金属键，不利于烧结时材料的扩散结合，不能制作出高强度材料，应用范围受到了一定的限制。西北有色金属研究院专利申请号为201310416599.2的发明专利中公开了“一种具有非对称结构的多孔材料的制备方法”，该方法采用夹具将多孔支撑体固定在密闭的沉积室内，多孔支撑体一侧与位于送粉器相连，另一侧真空泵相连，通过气体将送粉器内的粉末原料输送至多孔支撑体待沉积的一侧，利用多孔支撑体两侧的压差使粉末原料沉积于多孔支撑体表面，然后对沉积好的材料进行烧结，得到具有非对称结构的多孔材料。该方法工艺繁琐，零部件之间组装麻烦，对设备密封性要求高，生成效率低，不利于自动化生成，且由于沉积力较小，粉末与多孔体结合强度低，无法制作强度要求较高的结构材料。南京工业大学专利申请号为201410834347.6的发明专利中公开了“一种高梯度多孔金属膜的制备方法”，该方法通过将无机粉体与有机添加剂均匀混合后，然后采用喷雾工艺或刷涂工艺将金属粉末对金属基体进行堵孔处理，在氢气或惰性气氛下高温烧结得到含杂质的梯度多孔膜，最后用化学试剂冲洗或超声工艺去除膜基体内残留的杂质得到高梯度多孔金属膜。由于无机粉体需与有机添加剂均匀混合，在烧结后有机物不能完全去除，制成的多孔材料耐腐蚀性能和机械性能低。西部宝德科技股份有限公司专利申请号为201910456515.5的发明专利中公开了“一种粉网复合材料及其加工方法”，该方法通过将1到2层的金属丝网叠加轧制，在得到的金属丝网上铺设一层金属或者金属化合物粉末，在金属或者金属化合物粉末添加质量百分比为2％至10％的粘结剂，得到预制材料，将预制材料经轧制、真空烧结保温后得到用于过滤的粉网复合材料。该方法由于在加工过程中添加了树脂等粘结剂，烧结后粘结剂残渣不易去除，制成的粉网复合材料机械性能低，限制了其使用范围。西安石油大学专利申请号为202010626438.6的发明专利中公开了“一种金属复合多孔材料的制备方法”，该方法将含有粘结剂的金属粉末与金属丝网经双轧辊轧机进行复合轧制，然后进行脱脂和烧结处理，得到金属多孔材料。该方法在制造过程中需要增加将粉末与乙醇以及粘结剂搅拌均匀的工序，需对金属粉末进行两次轧制，轧制后的材料需在脱脂炉中进行脱脂，增加的搅拌和脱脂工序增加了能耗，降低了生产效率。
发明内容
本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺及装置，工艺流程可靠、装置结构合理、控制简单方便、生产效率高、生产成本低，便于实现自动化生产。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺，包括以下步骤：
1)备料：将金属丝材料制作成为金属多孔带材；
2)铺设粉末：将金属粉末均匀铺设在准备好的金属多孔带材上；
3)轧制：将铺好金属粉末的金属多孔带材进行轧制，使得金属粉末填入金属多孔带材的孔隙结构中；
4)烧结：将轧制好的金属多孔带材烧结，使金属粉末与金属多孔带材紧密结合；
5)卷收带材：将烧结好的金属多孔带材缠绕成卷。
进一步，在步骤1)中，所述金属多孔带材有利用金属丝编织而成的金属丝网带材、金属丝切断成金属纤维后轧制而成的带材或金属丝网板材。
进一步，在步骤2)中，将金属粉末均匀铺设在准备好的金属多孔带材上，包括以下步骤：
2.1)将金属多孔带材进行水平放置，然后调节料斗的挡料装置距金属多孔带材至合适位置，并且将干燥的金属粉末放入料斗中；
2.2)拉动金属多孔带材使得金属粉末均匀分布于金属多孔带材上；
2.3)喷射气雾化水雾，以阻止金属多孔带材运动时金属粉末的自由流动，使得金属粉末粘附于金属多孔带材上。
进一步，在步骤3)中，将铺好金属粉末的金属多孔带材进行轧制，使得金属粉末填入金属多孔带材的孔隙结构中，包括以下步骤：
3.1)将轧制装置进行水平放置，使得轧辊出料口保持水平；
3.2)将铺好金属粉末的金属多孔带材送入轧制区域进行轧制，金属粉末与金属粉末之间、金属粉末与金属多孔带材之间进行紧密贴合，同时金属粉末填入金属多孔带材的孔隙结构中。
进一步，在步骤4)中，将轧制好的金属多孔带材烧结，使金属粉末与金属多孔带材紧密结合，包括以下步骤：
4.1)将金属多孔带材进行水平放置；
4.2)将金属多孔带材通过激光烧结系统或气氛烧结炉进行烧结，并拉动金属多孔带材，实现金属多孔带材的连续烧结。
本发明也提供了一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，该装置使用了上述工艺，包括机架、粉末铺设机构、轧制机构、烧结机构以及材料卷收机构；其中，所述粉末铺设机构设置在机架的顶部，所述轧制机构设置在机架的顶部，并靠近粉末铺设机构的辅料板，金属多孔带材能够从粉末铺设机构的辅料板输送到轧制机构中，所述轧制机构包括开关、第一安装板、齿轮减速电动机、机壳、第一安装架、调节手轮、压块、第一轴承座、端盖、第二安装架、限位条、第二安装板、轧辊、圆锥滚子轴承、深沟球轴承、薄型联轴器、平键、销轴和变位齿轮，所述第一安装架和第二安装架通过连接杆连接，并通过第二安装板固定在机架的顶部，且所述第一安装架和第二安装架均开有供第一轴承座安装的安装位，所述第一轴承座有多个分别安装在第一安装架和第二安装架的安装位内，所述轧辊的两端通过圆锥滚子轴承和深沟球轴承横向安装在位于第一安装架和第二安装架的第一轴承座中，所述限位条有多根安装在第二安装架的外侧，能够对第一轴承座进行轴向定位和径向导向，所述端盖安装在位于第二安装架的第一轴承座的外侧，所述调节手轮分别安装在第一安装架和第二安装架的顶部，所述调节手轮的一端竖直穿过第一安装架和第二安装架的顶部后连接有压块，所述压块与第一轴承座的顶部相触，通过旋转调节手轮可以控制第一轴承座之间的间距，进而控制轧辊的轧制间距，所述机架设置有主变频器，所述主变频器与齿轮减速电动机电连接，用于控制齿轮减速电动机的转速，所述齿轮减速电动机通过第一安装板固定在机架的顶部，所述齿轮减速电动机的输出轴通过平键与薄型联轴器连接，所述薄型联轴器通过销轴与变位齿轮连接，使齿轮减速电动机能够通过薄型联轴器和销轴带动变位齿轮转动，所述变位齿轮与轧辊安装在第一安装架的那端连接，能够带动轧辊转动，所述机壳固定在第一安装架的外侧，所述开关固定在机壳的一侧面，并与齿轮减速电动机电连接，能够控制齿轮减速电动机开启、急停以及换向；所述烧结机构靠近轧制机构，完成轧制的金属多孔带材能够从轧制机构传输到烧结机构中，所述烧结机构包括烧结热源、支撑架、底板、支撑板、隔板、浮动压辊和气氛接头，所述支撑架安装在机架的顶部，所述支撑架相对的两个侧面开有方孔，所述支撑架的顶部开有通孔，用于通入烧结热源，所述烧结热源安装在支撑架的顶部，所述支撑架的一侧面安装有气氛接头，用于通入烧结用气氛气体，所述支撑板安装在支撑架的内部，所述底板安装在支撑板的上方，所述隔板竖直安装在支撑架的内部，并位于底板的上方，所述隔板与支撑架开有方孔的侧面之间安装有浮动压辊，用于使烧结过程中的金属多孔带材保持平整；所述材料卷收机构设置在机架的顶部，并靠近烧结机构，完成烧结的金属多孔带材能够传输到材料卷收机构中，用于卷收烧结后的金属多孔带材。
进一步，所述粉末铺设机构包括第一L形安装板、调节环、卷料轴、环形挡板、转料轴、压辊、料斗、挡料板、第二L形安装板、第一转料轴安装块、第一压辊安装块、第二转料轴安装块、第二压辊安装块、L形调节支架和铺料板；所述第一L形安装板和第二L形安装板安装于机架的顶部，所述卷料轴的两端分别安装于第一L形安装板和第二L形安装板的下方，所述环形挡板穿过卷料轴，所述环形挡板的侧面安装有调节环，能够在卷料轴上滑动来调节环形挡板，从而根据缠绕于卷料轴上的带材宽度调节间距，所述铺料板的两侧分别与第一L形安装板和第二L形安装板连接，所述转料轴通过第一转料轴安装块和第二转料轴安装块固定在铺料板的一端，带材能够沿着转料轴改变进料方向，所述压辊通过第一压辊安装块和第二压辊安装块固定在铺料板的一端，并位于转料轴的上方，用于使带材在进料过程中始终贴合在铺料板的表面，所述料斗的两侧分别通过L形调节支架固定在第一L形安装板和第二L形安装板的上方，所述料斗的一侧安装有挡料板，通过移动挡料板控制铺料厚度。
进一步，还包括气雾化喷淋机构，所述气雾化喷淋机构包括水箱、调压阀、快插接头、气管、卡箍、喷头、安全泄压阀和横向安装板；所述横向安装板固定在轧制装置的第一安装架和第二安装架处，所述水箱通过卡箍固定在横向安装板下方，所述水箱的右端安装有安全泄压阀，用于防止水箱内压力过大，所述喷头安装在水箱的下方，并正对粉末铺设机构的铺料板的上表面，所述快插接头安装于水箱的一侧面上方，并通过气管与调压阀进行连接，所述调压阀安装在轧制机构的第二安装架处。
进一步，所述材料卷收机构包括减速机、联轴器、卷料桶、电动机、第二轴承座和安装块；所述减速机安装在机架的顶部，所述机架设置有副变频器，所述副变频器与电动机电连接，用于控制电动机的转速，所述减速机的输入轴通过联轴器与电动机的输出轴连接，所述电动机通过安装块固定在机架的顶部，所述减速机的输出轴装有卷料桶，所述卷料桶的自由端通过轴承座安装在机架上。
进一步，所述烧结热源为振镜或加热棒。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明将粉末铺设、轧制、烧结以及成品卷收集中于一体，具有工艺流程短、原材料易获取、加工成本低、生产效率高等特点，易于实现自动化及大规模批量化生产；同时实现对不同目数金属粉末和不同目数金属丝网带材的复合轧制，控制金属多孔材料的孔径和孔隙，制造具有不同孔径、孔隙率、透过性、导热率、结构强度的多微孔隙金属多孔材料。
2、装置采用气雾化喷淋机构，实现金属粉末和丝网的湿法轧制，综合了干法铺料均匀、湿法定位的双重优点，湿法轧制使得粉末相互粘结在一起，有利于粉末间的相互定位，从而起到阻止粉末自由流动的作用；同时采用气雾化喷淋机构中采用自来水就能够实现粉末的有效定位，不需加入粘结剂，省去了粉料搅拌和刮平浆料以及脱脂等工艺，有效避免了因粘结剂在后续工艺中不能完全去除对材料性能产生影响，大大节省了工艺流程和设备投入，节约了能源消耗，提高了生产效率。
3、装置采用压辊进行辅助送料，可以使得金属多孔带材在运动过程中紧密贴合于铺料板，增加铺粉的均匀度。
4、装置采用齿轮减速电动机作为动力源，结构紧凑，便于设备实现轻量化，传动效率高，能耗低，便于维护。同时装置采用变位齿轮进行传动，相对于链轮传动，传动系统结构更为紧凑，而且便于调节轧制间隙，能够轧制不同厚度的系列产品。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为丝网粉末铺设机构的结构示意图。
图3为轧制机构的结构示意图。
图4为轧制机构的结构剖视图。
图5为烧结机构的结构示意图之一。
图6为材料卷收机构的结构示意图。
图7为气雾化喷淋机构的结构示意图。
图8为烧结机构的结构示意图之二。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参见图1至图6所示，为本实施例所提供的金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，包括机架1、粉末铺设机构、轧制机构、烧结机构以及材料卷收机构；
其中，所述粉末铺设机构设置在机架1的顶部，所述粉末铺设机构包括第一L形安装板2、调节环3、卷料轴4、环形挡板5、转料轴7、压辊8、料斗9、挡料板10、第二L形安装板28、第一转料轴安装块29、第一压辊安装块30、第二转料轴安装块31、第二压辊安装块32、L形调节支架33和铺料板34；所述第一L形安装板2和第二L形安装板28安装于机架1的顶部，所述卷料轴4的两端分别安装于第一L形安装板2和第二L形安装板28的下方，所述环形挡板5穿过卷料轴4，所述环形挡板5的侧面安装有调节环3，能够在卷料轴4上滑动来调节环形挡板5，从而根据缠绕于卷料轴4上的带材宽度调节间距，所述铺料板34的两侧分别与第一L形安装板2和第二L形安装板28连接，所述转料轴7通过第一转料轴安装块29和第二转料轴安装块31固定在铺料板34的一端，带材能够沿着转料轴7改变进料方向，所述压辊8通过第一压辊安装块30和第二压辊安装块32固定在铺料板34的一端，并位于转料轴7的上方，用于使带材在进料过程中始终贴合在铺料板34的表面，所述料斗9的两侧分别通过L形调节支架33固定在第一L形安装板2和第二L形安装板28的上方，所述料斗9的一侧安装有挡料板10，通过移动挡料板10控制铺料厚度；
所述轧制机构设置在机架1的顶部，并靠近粉末铺设机构的辅料板34，金属多孔带材能够从粉末铺设机构的辅料板34输送到轧制机构中，所述轧制机构包括开关11、第一安装板48、齿轮减速电动机12、机壳13、第一安装架14、调节手轮15、压块24、第一轴承座25、端盖26、第二安装架44、限位条45、第二安装板46、轧辊47、圆锥滚子轴承49、深沟球轴承50、薄型联轴器51、平键52、销轴53和变位齿轮54，所述第一安装架14和第二安装架44通过连接杆16连接，并通过第二安装板46固定在机架1的顶部，且所述第一安装架14和第二安装架44均开有供第一轴承座25安装的安装位，所述第一轴承座25有多个分别安装在第一安装架14和第二安装架44的安装位内，所述轧辊47的两端通过圆锥滚子轴承49和深沟球轴承50横向安装在位于第一安装架14和第二安装架44的第一轴承座25中，所述限位条45有多根安装在第二安装架44的外侧，能够对第一轴承座25进行轴向定位和径向导向，所述端盖26安装在位于第二安装架44的第一轴承座25的外侧，所述调节手轮15分别安装在第一安装架14和第二安装架44的顶部，所述调节手轮15的一端竖直穿过第一安装架14和第二安装架44的顶部后连接有压块24，所述压块24与第一轴承座25的顶部相触，通过旋转调节手轮15可以控制第一轴承座25之间的间距，进而控制轧辊47的轧制间距，所述机架1设置有主变频器(图中未画出)，所述主变频器与齿轮减速电动机12电连接，用于控制齿轮减速电动机12的转速，所述齿轮减速电动机12通过第一安装板48固定在机架1的顶部，所述齿轮减速电动机12的输出轴通过平键52与薄型联轴器51连接，所述薄型联轴器5通过销轴53与变位齿轮54连接，使齿轮减速电动机12能够通过薄型联轴器5和销轴53带动变位齿轮54转动，所述变位齿轮54与轧辊47安装在第一安装架14的那端连接，能够带动轧辊47转动，所述机壳13固定在第一安装架14的外侧，所述开关11固定在机壳13的一侧面，并与齿轮减速电动机12电连接，能够控制齿轮减速电动机12开启、急停以及换向；
所述烧结机构靠近轧制机构，完成轧制的金属多孔带材能够从轧制机构传输到烧结机构中，所述烧结机构采用激光烧结，其包括振镜41、支撑架、底板43、支撑板56、隔板57、浮动压辊58和气氛接头61，所述支撑架安装在机架1的顶部，所述支撑架相对的两个侧面开有方孔，所述支撑架的顶部开有通孔，用于通入振镜41的激光，所述振镜41安装在支撑架的顶部，所述支撑架的一侧面安装有气氛接头61，用于通入烧结用气氛气体，所述支撑板56安装在支撑架的内部，所述底板43安装在支撑板56的上方，所述隔板57竖直安装在支撑架的内部，并位于底板43的上方，所述隔板57与支撑架开有方孔的侧面之间安装有浮动压辊58，用于使烧结过程中的金属多孔带材保持平整；
完成烧结的金属多孔带材能够通过浮动压辊58传输到材料卷收机构中，所述材料卷收机构包括减速机19、联轴器20、卷料桶21、电动机22、第二轴承座23和安装块55；所述减速机19安装在机架1的顶部，所述机架1设置有副变频器27，所述副变频器27与电动机22电连接，用于控制电动机22的转速，所述减速机19的输入轴通过联轴器20与电动机22的输出轴连接，所述电动机22通过安装块55固定在机架1的顶部，所述减速机19的输出轴装有卷料桶21，所述卷料桶21的自由端通过轴承座23安装在机架1上。
在进行金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺时，将编织好的金属丝网缠绕于卷料轴4上，然后移动调节环3的位置使得环形挡板5的侧面紧贴金属丝网，将金属丝网的一端绕过转料轴7并穿过压辊8和料斗9下方，旋转调节手轮15使轧辊47的轴距扩大，将金属丝网穿过轧辊47的间隙，旋紧调节手轮15，打开开关11，当金属丝网伸长到预设的长度后将其伸出端缠绕在材料卷收装置的卷料桶21上，关闭开关11，根据需铺设金属粉末厚度调节挡料板10至合适高度，在料斗9中加入金属粉末，通过调节主变频器控制齿轮减速电动机12的转速，通过调节副变频器27控制电动机22的转速，打开开关11，同时启动轧制装置、激光烧结系统和材料卷收装置，金属丝网在轧辊47的轧制下带动金属粉末不断从料斗9下拉出，金属粉末颗粒均匀铺设于金属丝网的表面上。金属丝网和金属粉末复合带料进入轧制区域后，在两个轧辊47的作用下完成轧制，激光烧结系统通过振镜41的循环烧结使得金属粉末与金属粉末之间以及金属粉末与金属丝网之间冶金结合，材料卷收装置把烧结成型的金属粉末多孔带材缠绕于卷料桶21上，关闭开关11，完成轧制。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例的轧制原料为金属粉末与金属丝网板材，将金属粉末与金属丝网板材制作成金属多孔材料的过程为：首先，将金属丝网板材放置于料斗9下方，根据需铺设金属粉末厚度调节挡料板10至合适高度，在料斗9中加入金属粉末，通过调节主变频器6控制齿轮减速电动机12的转速，打开开关11，启动轧制装置，金属丝网板材在轧辊47的轧制下带动金属粉末不断从料斗9下拉出，金属粉末颗粒均匀铺设于金属丝网板材表面上。金属丝网板材和金属粉末复合板料进入轧制区域后，在两个轧辊47的作用下完成轧制。本实施例可以实现任意大小的金属粉末颗粒和金属丝网板材的轧制，可加工出具有梯度孔隙结构和力学性能优良的金属多孔板材。
实施例3
与实施例1不同的是，本实施例金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置还包括气雾化喷淋机构。参见图7所示，所述气雾化喷淋机构包括水箱17、调压阀18、快插接头35、气管36、卡箍37、喷头38、安全泄压阀39和横向安装板40；所述横向安装板40固定在轧制装置的第一安装架14和第二安装架44处，所述水箱17通过卡箍37固定在横向安装板40下方，所述水箱17的右端安装有安全泄压阀39，用于防止水箱内压力过大，所述喷头38安装在水箱17的下方，并正对粉末铺设机构的铺料板34的上表面，所述快插接头安装于水箱17的一侧面上方，并通过气管36与调压阀18进行连接，所述调压阀18安装在轧制机构的第二安装架44处；
其具体工作过程为：打开开关11，金属丝网在轧制装置的轧辊47的啮合下不断进入到轧制区域，料斗9中的金属粉末随着金属丝网的运动均匀分布于金属丝网表面，打开调压阀18并调节气压至合适值，水箱7中的水通过喷头38均匀喷洒于金属粉末上，使得金属粉末在进入到轧制区域前是潮湿的状态，由于液体的存在，使得粉末相互粘结在一起，有利于粉末间的相互定位，从而起到阻止粉末自由流动的作用。在传统的粉末轧制方法中，粉末在进入轧制区域前一般都是干燥状态，粉末可以自由流动，可以认为是一种干法轧制，而本实施例可以认为是一种湿法轧制。湿法轧制法综合了干法铺粉均匀和湿法定位的双重优点，可以有效解决金属粉末颗粒与金属丝网复合轧制时产生的波浪形缺陷，可显著改善粉末分布不均匀的现象，可以制造出透气性能均匀的金属多孔材料。
实施例4
与实施例1不同的是，本实施例采用气氛烧结，参见图8所示，烧结机构的烧结热源为加热棒63。
实施例5
与实施例1不同的是，本实施例将金属粉末与金属丝网复合轧制的带材进行多层叠制后轧制成粉末丝网复合板材，然后将所得的板材进行真空烧结，制成具有梯度孔隙的金属多孔材料。
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)备料：将金属丝材料制作成为金属多孔带材；
2)铺设粉末：将金属粉末均匀铺设在准备好的金属多孔带材上；
3)轧制：将铺好金属粉末的金属多孔带材进行轧制，使得金属粉末填入金属多孔带材的孔隙结构中；
4)烧结：将轧制好的金属多孔带材烧结，使金属粉末与金属多孔带材紧密结合；
5)卷收带材：将烧结好的金属多孔带材缠绕成卷。
2.根据权利要求1所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺，其特征在于：在步骤1)中，所述金属多孔带材有利用金属丝编织而成的金属丝网带材、金属丝切断成金属纤维后轧制而成的带材或金属丝网板材。
3.根据权利要求1所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺，其特征在于：在步骤2)中，将金属粉末均匀铺设在准备好的金属多孔带材上，包括以下步骤：
2.1)将金属多孔带材进行水平放置，然后调节料斗的挡料装置距金属多孔带材至合适位置，并且将干燥的金属粉末放入料斗中；
2.2)拉动金属多孔带材使得金属粉末均匀分布于金属多孔带材上；
2.3)喷射气雾化水雾，以阻止金属多孔带材运动时金属粉末的自由流动，使得金属粉末粘附于金属多孔带材上。
4.根据权利要求1所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺，其特征在于：在步骤3)中，将铺好金属粉末的金属多孔带材进行轧制，使得金属粉末填入金属多孔带材的孔隙结构中，包括以下步骤：
3.1)将轧制装置进行水平放置，使得轧辊出料口保持水平；
3.2)将铺好金属粉末的金属多孔带材送入轧制区域进行轧制，金属粉末与金属粉末之间、金属粉末与金属多孔带材之间进行紧密贴合，同时金属粉末填入金属多孔带材的孔隙结构中。
5.根据权利要求1所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化工艺，其特征在于：在步骤4)中，将轧制好的金属多孔带材烧结，使金属粉末与金属多孔带材紧密结合，包括以下步骤：
4.1)将金属多孔带材进行水平放置；
4.2)将金属多孔带材通过激光烧结系统或气氛烧结炉进行烧结，并拉动金属多孔带材，实现金属多孔带材的连续烧结。
6.一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，该装置使用权利要求1至5所述的工艺，其特征在于：包括机架(1)、粉末铺设机构、轧制机构、烧结机构以及材料卷收机构；其中，所述粉末铺设机构设置在机架(1)的顶部，所述轧制机构设置在机架(1)的顶部，并靠近粉末铺设机构的辅料板(34)，金属多孔带材能够从粉末铺设机构的辅料板(34)输送到轧制机构中，所述轧制机构包括开关(11)、第一安装板(48)、齿轮减速电动机(12)、机壳(13)、第一安装架(14)、调节手轮(15)、压块(24)、第一轴承座(25)、端盖(26)、第二安装架(44)、限位条(45)、第二安装板(46)、轧辊(47)、圆锥滚子轴承(49)、深沟球轴承(50)、薄型联轴器(51)、平键(52)、销轴(53)和变位齿轮(54)，所述第一安装架(14)和第二安装架(44)通过连接杆(16)连接，并通过第二安装板(46)固定在机架(1)的顶部，且所述第一安装架(14)和第二安装架(44)均开有供第一轴承座(25)安装的安装位，所述第一轴承座(25)有多个分别安装在第一安装架(14)和第二安装架(44)的安装位内，所述轧辊(47)的两端通过圆锥滚子轴承(49)和深沟球轴承(50)横向安装在位于第一安装架(14)和第二安装架(44)的第一轴承座(25)中，所述限位条(45)有多根安装在第二安装架(44)的外侧，能够对第一轴承座(25)进行轴向定位和径向导向，所述端盖(26)安装在位于第二安装架(44)的第一轴承座(25)的外侧，所述调节手轮(15)分别安装在第一安装架(14)和第二安装架(44)的顶部，所述调节手轮(15)的一端竖直穿过第一安装架(14)和第二安装架(44)的顶部后连接有压块(24)，所述压块(24)与第一轴承座(25)的顶部相触，通过旋转调节手轮(15)可以控制第一轴承座(25)之间的间距，进而控制轧辊(47)的轧制间距，所述机架(1)设置有主变频器，所述主变频器与齿轮减速电动机(12)电连接，用于控制齿轮减速电动机(12)的转速，所述齿轮减速电动机(12)通过第一安装板(48)固定在机架(1)的顶部，所述齿轮减速电动机(12)的输出轴通过平键(52)与薄型联轴器(51)连接，所述薄型联轴器(5)通过销轴(53)与变位齿轮(54)连接，使齿轮减速电动机(12)能够通过薄型联轴器(5)和销轴(53)带动变位齿轮(54)转动，所述变位齿轮(54)与轧辊(47)安装在第一安装架(14)的那端连接，能够带动轧辊(47)转动，所述机壳(13)固定在第一安装架(14)的外侧，所述开关(11)固定在机壳(13)的一侧面，并与齿轮减速电动机(12)电连接，能够控制齿轮减速电动机(12)开启、急停以及换向；所述烧结机构靠近轧制机构，完成轧制的金属多孔带材能够从轧制机构传输到烧结机构中，所述烧结机构包括烧结热源、支撑架、底板(43)、支撑板(56)、隔板(57)、浮动压辊(58)和气氛接头(61)，所述支撑架安装在机架(1)的顶部，所述支撑架相对的两个侧面开有方孔，所述支撑架的顶部开有通孔，用于通入烧结热源，所述烧结热源安装在支撑架的顶部，所述支撑架的一侧面安装有气氛接头(61)，用于通入烧结用气氛气体，所述支撑板(56)安装在支撑架的内部，所述底板(43)安装在支撑板(56)的上方，所述隔板(57)竖直安装在支撑架的内部，并位于底板(43)的上方，所述隔板(57)与支撑架开有方孔的侧面之间安装有浮动压辊(58)，用于使烧结过程中的金属多孔带材保持平整；所述材料卷收机构设置在机架的顶部，并靠近烧结机构，完成烧结的金属多孔带材能够传输到材料卷收机构中，用于卷收烧结后的金属多孔带材。
7.根据权利要求6所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，其特征在于：所述粉末铺设机构包括第一L形安装板(2)、调节环(3)、卷料轴(4)、环形挡板(5)、转料轴(7)、压辊(8)、料斗(9)、挡料板(10)、第二L形安装板(28)、第一转料轴安装块(29)、第一压辊安装块(30)、第二转料轴安装块(31)、第二压辊安装块(32)、L形调节支架(33)和铺料板(34)；所述第一L形安装板(2)和第二L形安装板(28)安装于机架(1)的顶部，所述卷料轴(4)的两端分别安装于第一L形安装板(2)和第二L形安装板(28)的下方，所述环形挡板(5)穿过卷料轴(4)，所述环形挡板(5)的侧面安装有调节环(3)，能够在卷料轴(4)上滑动来调节环形挡板(5)，从而根据缠绕于卷料轴(4)上的带材宽度调节间距，所述铺料板(34)的两侧分别与第一L形安装板(2)和第二L形安装板(28)连接，所述转料轴(7)通过第一转料轴安装块(29)和第二转料轴安装块(31)固定在铺料板(34)的一端，带材能够沿着转料轴(7)改变进料方向，所述压辊(8)通过第一压辊安装块(30)和第二压辊安装块(32)固定在铺料板(34)的一端，并位于转料轴(7)的上方，用于使带材在进料过程中始终贴合在铺料板(34)的表面，所述料斗(9)的两侧分别通过L形调节支架(33)固定在第一L形安装板(2)和第二L形安装板(28)的上方，所述料斗(9)的一侧安装有挡料板(10)，通过移动挡料板(10)控制铺料厚度。
8.根据权利要求6所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，其特征在于：还包括气雾化喷淋机构，所述气雾化喷淋机构包括水箱(17)、调压阀(18)、快插接头(35)、气管(36)、卡箍(37)、喷头(38)、安全泄压阀(39)和横向安装板(40)；所述横向安装板(40)固定在轧制装置的第一安装架(14)和第二安装架(44)处，所述水箱(17)通过卡箍(37)固定在横向安装板(40)下方，所述水箱(17)的右端安装有安全泄压阀(39)，用于防止水箱内压力过大，所述喷头(38)安装在水箱(17)的下方，并正对粉末铺设机构的铺料板(34)的上表面，所述快插接头安装于水箱(17)的一侧面上方，并通过气管(36)与调压阀(18)进行连接，所述调压阀(18)安装在轧制机构的第二安装架(44)处。
9.根据权利要求6所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，其特征在于：所述材料卷收机构包括减速机(19)、联轴器(20)、卷料桶(21)、电动机(22)、第二轴承座(23)和安装块(55)；所述减速机(19)安装在机架(1)的顶部，所述机架(1)设置有副变频器(27)，所述副变频器(27)与电动机(22)电连接，用于控制电动机(22)的转速，所述减速机(19)的输入轴通过联轴器(20)与电动机(22)的输出轴连接，所述电动机(22)通过安装块(55)固定在机架(1)的顶部，所述减速机(19)的输出轴装有卷料桶(21)，所述卷料桶(21)的自由端通过轴承座(23)安装在机架(1)上。
10.根据权利要求6所述的一种金属多孔带材及粉末复合轧制烧结一体化装置，其特征在于：所述烧结热源为振镜(41)或加热棒(63)。
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