CN114905041A - 一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，涉及粉末冶金制品技术领域，包括以下步骤：粉末粒度选择；模具组装及压制成型；烧结及外表面抛光处理；表面抛光；即得到外光型粉末烧结多孔元件。本发明中制备方法采用常规冷等静压模具，预先制备内光外毛型金属多孔元件坯料，多孔坯料外表面一致，产品质量一致性好；压制完成后即可脱模，烧结只需将多孔元件坯料装入烧结模具即可，烧结后对其外表面进行激光抛光，方法简单，应用结构多样，模具成本低廉，工作效率高，非常值得行业推广。

Description

一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金制品技术领域，更具体的涉及一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法。
背景技术
众所周知，外光型粉末烧结多孔元件因其在过滤与分离过程中，固体颗粒不易粘附外表面，容易反吹、易清洗再生，使用寿命长，适合连续长周期使用等特点，因此广泛应用于核工业、石油化工、煤化工、多晶硅等领域。
目前外光型粉末烧结多孔元件绝大多数记载的都是管状元件，采用内压式等静压模具成型，外模套分为分瓣模和整体外模套两大类；（1）分瓣模：压制成型后，外模套分瓣脱模，然后装炉烧结。多孔管外表面上有多条合模线，合模线处受压与其它地方不一致，孔径分布不均匀，烧结强度不均匀；分瓣数量越多，越利于脱模，但合模线增加，模具制作成本高，分瓣模数越多，压制模具的组装与拆卸难度增加，生产效率降低。（2）整体外模套：压制成型后，管坯连同外模套整体装进炉，通过高温烧结多孔管与外模套内表面分离。由于需要连同外模套一起装炉，导致操作人员劳动强度大或操作不便，进而影响工序工作效率。外套材质通常有陶瓷管、玻璃管、特殊金属、石墨等，实际生产过程中玻璃管和陶瓷管容易破碎断裂，且陶瓷管价格贵，造成外光型过滤管的生产成本较高；用石墨与特殊金属外膜套，石墨外模套容易造成产品表面增碳，影响耐腐蚀性；特殊金属外模套，由于需要进行特殊内表面处理，造成模具生产成本高。
发明内容
本发明实施例提供一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，解决了现有技术中应用结构受限，生产效率低下及模具生产成本高的问题，该发明提供的方法应用产品结构多样化，在使用过程中，简单易操作，模具成本低，产品孔径分布均匀，烧结强度一致性好。
本发明实施例提供一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，包括以下步骤：
（1）粉末粒度选择；根据最终需要烧结出的金属粉末多孔元件的过滤精度选用合适级别的金属粉末；
（2）模具组装及压制成型；根据产品规格及结构，将选好的金属粉末填入成型模具中，然后将成型模具密封，并将成型模具放入冷等静压设备中，压力范围为 80-200MPa，进行压制成型，脱模后得到外毛内光型金属多孔元件；
（3）烧结及外表面抛光处理；将步骤（2）中外毛内光型金属多孔元件放入烧结模具中，并在烧结模具与外毛内光型金属多孔元件之间的空隙填充陶瓷填料，然后放进真空炉或气氛烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为 900-1360℃，保温1-5小时后降温冷却，得到外毛内光型烧结金属多孔元件半成品；
（4）表面抛光：对步骤（3）中外毛内光型烧结金属多孔元件半成品外表面进行外抛光，即得到外光型粉末烧结多孔元件。
优选的，步骤（1）中，金属粉末选用不锈钢粉末、镍粉末、镍合金粉末、钛粉末、钛合金粉末、铁铝合金粉末中的一种，金属粉末粒度为50-350μm。
优选的，金属粉末多孔元件结构为多孔锥、多孔管或异形件。
优选的，步骤（2）中，成型模具为制备外毛内光型金属多孔元件用的外压式等静压模具。
优选的，步骤（3）中，陶瓷填料选用ZrO2陶瓷填料或Al2O3陶瓷填料。
优选的，步骤（4）中，外抛光为非接触式激光抛光。
本发明实施例中，提供了一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，采用常规冷等静压模具，预先制备内光外毛型金属多孔元件坯料，多孔坯料外表面一致，产品质量一致性好；压制完成后即可脱模，烧结只需将多孔元件坯料装入烧结模具即可，烧结后对其外表面进行激光抛光，方法简单，应用结构多样，模具成本低廉，工作效率高，非常值得行业推广。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例1提供一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，包括以下步骤：
（1）选用合适级别的不锈钢粉末，选用的不锈钢粉末粒度为50μm；
（2）根据产品规格及结构，将选好的不锈钢粉末填入外压式等静压模具中，然后将外压式等静压模具密封，并将外压式等静压模具放入冷等静压设备中，压力为 80MPa，进行压制成型，脱模后得到外毛内光型金属多孔元件；
（3）将步骤（2）中外毛内光型金属多孔元件放入烧结模具中，并在烧结模具与外毛内光型金属多孔元件之间的空隙填充ZrO2陶瓷填料，然后放进真空炉或气氛烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为 900℃，保温5小时后降温冷却，得到外毛内光型烧结金属多孔元件半成品；
（4）对步骤（3）中外毛内光型烧结金属多孔元件半成品外表面进行非接触式激光抛光，即得到外光型粉末烧结多孔元件。
实施例2
本发明实施例2提供一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，包括以下步骤：
（1）选用合适级别的镍合金粉末，选用的镍合金粉末粒度为200μm；
（2）根据产品规格及结构，将选好的镍合金粉末填入外压式等静压模具中，然后将外压式等静压模具密封，并将外压式等静压模具放入冷等静压设备中，压力为 150MPa，进行压制成型，脱模后得到外毛内光型金属多孔元件；
（3）将步骤（2）中外毛内光型金属多孔元件放入烧结模具中，并在烧结模具与外毛内光型金属多孔元件之间的空隙填充Al2O3陶瓷填料，然后放进真空炉或气氛烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为 1200℃，保温3小时后降温冷却，得到外毛内光型烧结金属多孔元件半成品；
（4）对步骤（3）中外毛内光型烧结金属多孔元件半成品外表面进行非接触式激光抛光，即得到外光型粉末烧结多孔元件。
实施例3
本发明实施例3提供一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，包括以下步骤：
（1）选用合适级别的铁铝合金粉末，选用的铁铝合金粉末粒度为350μm；
（2）根据产品规格及结构，将选好的铁铝合金粉末填入外压式等静压模具中，然后将外压式等静压模具密封，并将外压式等静压模具放入冷等静压设备中，压力为 200MPa，进行压制成型，脱模后得到外毛内光型金属多孔元件；
（3）将步骤（2）中外毛内光型金属多孔元件放入烧结模具中，并在烧结模具与外毛内光型金属多孔元件之间的空隙填充Al2O3陶瓷填料，然后放进真空炉或气氛烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为 1360℃，保温1小时后降温冷却，得到外毛内光型烧结金属多孔元件半成品；
（4）对步骤（3）中外毛内光型烧结金属多孔元件半成品外表面进行非接触式激光抛光，即得到外光型粉末烧结多孔元件。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）粉末粒度选择；根据最终需要烧结出的金属粉末多孔元件的过滤精度选用合适级别的金属粉末；
（2）模具组装及压制成型；根据产品规格及结构，将选好的金属粉末填入成型模具中，然后将成型模具密封，并将成型模具放入冷等静压设备中，压力范围为 80-200MPa，进行压制成型，脱模后得到外毛内光型金属多孔元件；
（3）烧结及外表面抛光处理；将步骤（2）中所述外毛内光型金属多孔元件放入烧结模具中，并在烧结模具与外毛内光型金属多孔元件之间的空隙填充陶瓷填料，然后放进真空炉或气氛烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为 900-1360℃，保温1-5小时后降温冷却，得到外毛内光型烧结金属多孔元件半成品；
（4）表面抛光：对步骤（3）中外毛内光型烧结金属多孔元件半成品外表面进行外抛光，即得到外光型粉末烧结多孔元件。
2.如权利要求1所述的外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述金属粉末选用不锈钢粉末、镍粉末、镍合金粉末、钛粉末、钛合金粉末、铁铝合金粉末中的一种，所述金属粉末粒度为50-350μm。
3.如权利要求1所述的外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，其特征在于，所述金属粉末多孔元件结构为多孔锥、多孔管或异形件。
4.如权利要求1所述的外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述成型模具为制备外毛内光型金属多孔元件用的外压式等静压模具。
5.如权利要求1所述的外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，陶瓷填料选用ZrO2陶瓷填料或Al2O3陶瓷填料。
6.如权利要求1所述的外光型粉末烧结多孔元件的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述外抛光为非接触式激光抛光。
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