一種復合金屬多孔管及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合金屬多孔管，包括金屬絲網管和附著于金屬絲網管上的粉末多孔功能層；所述金屬絲網管由3～7層金屬絲網疊層鋪設后卷軋制成，金屬絲網管的壁厚為1.5mm～3.8mm，金屬絲網管的孔徑為20μm～200μm，金屬絲網管的外徑為20mm～120mm；所述粉末多孔功能層的厚度為15μm～600μm，孔徑為0.5μm～22μm，透氣率不小于20m3/(m2·KPa·h)。另外，本發明還公開了一種制備該復合金屬多孔管的方法。本發明的復合金屬多孔管具有過濾精度高、透氣系數高，及反吹再生性能好等特點，孔徑范圍可根據使用工況進行調節，適用范圍廣且實用價值高。
【專利說明】
一種復合金屬多孔管及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于復合金屬多孔材料制備技術領域，具體涉及一種復合金屬多孔管及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 梯度金屬多孔材料自問世以來，以其具有相對高的過濾精度以及較高的過濾通量 成為過慮行業研究的熱點。目前，以粉末金屬多孔為基體的金屬膜材料已被廣泛地研究，并 成功地實現了商業化。為了實現高精度、高效率過濾的目的，研究者制備了種類繁多的金屬 膜層，并取得了顯著的成果。
[0003] 公開號為CN102258894A的中國專利申請公開了《一種新型高效金屬復合過濾元件 及其制備方法》。其采用了由金屬粉末壓制燒結成型的金屬基體和嵌設在該金屬基體內的 金屬絲網為基體管，利用超細金屬粉末制備金屬膜層。
[0004] 同時，金屬絲網多孔材料以強度高，制備成本較低，成為部分過濾行業的優選材 料。但是，由于金屬絲網的孔徑較難調節，過濾精度較低，且反吹再生性能差。因此，國內外 開展了絲網增強粉末燒結技術。
[0005] 目前，國內在金屬絲網為載體進行金屬多孔膜的研究不多，而且鮮有報道。同時， 根據部分過濾領域發展的需求，有急需開發高過濾精度、高透過通量，以及反吹再生性能好 的復合金屬多孔管。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種復合金屬多 孔管。該復合金屬多孔管具有過濾精度高、透氣系數高，及反吹再生性能好等特點，孔徑范 圍可根據使用工況進行調節，適用范圍廣且實用價值高。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種復合金屬多孔管，其特征在 于，包括金屬絲網管和附著于金屬絲網管上的粉末多孔功能層;所述金屬絲網管由3~7層 金屬絲網疊層鋪設后卷乳制成，金屬絲網管的壁厚為1.5mm~3.8mm，金屬絲網管的孔徑為 20μηι~200μηι，金屬絲網管的外徑為20mm~120臟;所述粉末多孔功能層的厚度為15以111~600 Mi，孔徑為〇·5μηι~22ym，透氣率不小于20m3/(m2 · KPa · h)。
[0008] 上述的一種復合金屬多孔管，其特征在于，所述金屬絲網為不銹鋼絲網、鎳絲網、 鎳合金絲網或鈦絲網。
[0009] 另外，本發明還提供了一種制備上述復合金屬多孔管的方法，其特征在于，包括以 下步驟：
[0010] 步驟一、將多個金屬絲網疊層鋪設得到金屬絲網組件，然后將所述金屬絲網組件 卷乳成管狀，再將卷乳成管狀的金屬絲網組件的接縫處焊接，得到金屬絲網管；
[0011] 步驟二、在真空條件下對步驟一中所述金屬絲網管進行燒結；
[0012] 步驟三、將金屬粉末與有機溶劑混合成漿料，然后將所述漿料均勻涂覆于步驟二 中燒結后的金屬絲網管表面;所述漿料中金屬粉末的質量百分含量為35%~45%，所述有 機溶劑為松醇油或甘油；
[0013]步驟四、對步驟三中涂覆有漿料的金屬絲網管進行燒結使金屬絲網管上形成粉末 多孔功能層，得到復合金屬多孔管。
[0014] 上述的方法，其特征在于，步驟一中所述卷乳的速度為30m/h~60m/h。
[0015] 上述的方法，其特征在于，步驟一中所述焊接采用氬弧焊焊接。
[0016] 上述的方法，其特征在于，步驟二中所述燒結的真空度不大于IXHT2Pa,溫度為 1000°C~1250°C，保溫時間為2h~3h。
[0017] 上述的方法，其特征在于，步驟三中所述金屬粉末為不銹鋼粉末、鎳粉末、鎳合金 粉末或鈦粉末，金屬粉末的粒徑為2μπι~45μπι。
[0018] 上述的方法，其特征在于，步驟四中所述燒結在真空條件下或氫氣氣氛下進行，燒 結的溫度為900 °C~1200 °C，燒結的時間為15h~20h。
[0019] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0020] 1、本發明的復合金屬多孔管具有過濾精度高、透氣系數高，及反吹再生性能好等 特點，孔徑范圍可根據使用工況進行調節，適用范圍廣且實用價值高。
[0021] 2、本發明制備工藝簡單，適合于工業化大規模生產。采用本發明的方法制備的復 合金屬多孔管作為過濾元件，結合強度高、表面質量好、反吹再生方便，易于濾餅的回收。
[0022] 綜上所述，本發明設計合理、設備簡單、操作步驟簡便且使用效果好。采用金屬粉 末和金屬絲網疊加的方法能夠有效地提高金屬多孔材料的力學性能，既能保持絲網管的高 透氣系數，而且具有粉末多孔層較高的過濾精度。
[0023]下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0024] 說明書附圖
[0025]圖1為本發明金屬絲網管的結構示意圖。
[0026] 附圖標記說明：
[0027] 1 一金屬絲網管；2-粉末多孔功能層。
【具體實施方式】 [0028] 實施例1
[0029] 如圖1所示，本實施例包括金屬絲網管1和附著于金屬絲網管1上的粉末多孔功能 層2;所述金屬絲網管1由7層金屬絲網疊層鋪設后卷乳制成，金屬絲網管1的壁厚為3.8mm， 金屬絲網管1的孔徑為200μηι，金屬絲網管1的外徑為45mm，管長為1200mm;所述粉末多孔功 能層2的厚度為15μηι，孔徑為0.5μηι，透氣率為20m 3/(m2 · KPa · h);所述金屬絲網為不銹鋼絲 網。
[0030] 本實施例的復合金屬多孔管的制備方法包括以下步驟：
[0031] 步驟一、將7個孔徑為200μπι的不銹鋼絲網疊層鋪設得到金屬絲網組件，然后將所 述金屬絲網組件卷乳成管狀，再將卷乳成管狀的金屬絲網組件的接縫處焊接，得到金屬絲 網管;所述卷乳的速度為50m/h;所述焊接采用氬弧焊焊接，焊接全程采用高純氬氣保護；
[0032] 步驟二、在真空條件下對步驟一中所述金屬絲網管進行燒結;所述燒結的真空度 為I X 10-2Pa，溫度為1000°C，保溫時間為3h;
[0033] 步驟三、將不銹鋼粉末與松醇油混合成漿料，然后將所述漿料均勻涂覆于步驟二 中燒結后的金屬絲網管表面;所述漿料中不銹鋼粉末的質量百分含量為35%;所述不銹鋼 粉末中粒徑為20μπι~30μπι的不銹鋼粉末的質量含量為80%以上；
[0034] 步驟四、對步驟三中涂覆有漿料的金屬絲網管在真空條件下進行燒結使金屬絲網 管上形成粉末多孔功能層，得到復合金屬多孔管;所述燒結的溫度為1200°C，燒結的時間為 15h〇
[0035] 作為對比，利用涂膜粉末，采用冷等靜壓的方式制備成與實施例1復合金屬多孔管 同等尺寸的粉末管，進行性能對比，結果見下表。
[0036] 表1粉末管、實施例1的金屬絲網管和復合金屬多孔管的性能比較
[0038] 實施例2
[0039] 如圖1所示，本實施例包括金屬絲網管1和附著于金屬絲網管1上的粉末多孔功能 層2;所述金屬絲網管1由3層金屬絲網疊層鋪設后卷乳制成，金屬絲網管1的壁厚為1.5mm， 金屬絲網管1的孔徑為20μηι，金屬絲網管1的外徑為120mm，管長為600mm;所述粉末多孔功能 層2的厚度為200μπι，孔徑為22μπι，透氣率為50m 3/(m2 · KPa · h);所述金屬絲網為鎳絲網。
[0040] 本實施例的復合金屬多孔管的制備方法包括以下步驟：
[0041] 步驟一、將3個鎳絲網疊層鋪設得到金屬絲網組件，然后將所述金屬絲網組件卷乳 成管狀，再將卷乳成管狀的金屬絲網組件的接縫處焊接，得到金屬絲網管;所述卷乳的速度 為60m/h;所述焊接采用氬弧焊焊接，焊接全程采用高純氬氣保護；
[0042] 步驟二、在真空條件下對步驟一中所述金屬絲網管進行燒結;所述燒結的真空度 為2 X 10-3Pa，溫度為1250 °C，保溫時間為2h;
[0043] 步驟三、將鎳粉末與甘油混合成漿料，然后將所述漿料均勻涂覆于步驟二中燒結 后的金屬絲網管表面;所述漿料中鎳粉末的質量百分含量為45%;所述鎳粉末中粒徑為2μπι ~22μπι的鎳粉末的質量含量為80%以上；
[0044] 步驟四、對步驟三中涂覆有漿料的金屬絲網管在氫氣氣氛下進行燒結使金屬絲網 管上形成粉末多孔功能層，得到復合金屬多孔管;所述燒結的溫度為900°C，燒結的時間為 20h〇
[0045] 作為對比，利用涂膜粉末，采用冷等靜壓的方式制備成與實施例2復合金屬多孔管 同等尺寸的粉末管，進行性能對比，結果見下表。
[0046] 表2粉末管、實施例2的金屬絲網管和復合金屬多孔管的性能比較
[0048] 實施例3
[0049] 如圖1所示，本實施例包括金屬絲網管1和附著于金屬絲網管1上的粉末多孔功能 層2;所述金屬絲網管1由5層金屬絲網疊層鋪設后卷乳制成，金屬絲網管1的壁厚為2.5mm， 金屬絲網管1的孔徑為100μπι，金屬絲網管1的外徑為30mm，管長為700mm;所述粉末多孔功能 層2的厚度為600μπι，孔徑為20μπι，透氣率為30m 3/(m2 · KPa · h);所述金屬絲網為鈦絲網。
[0050] 本實施例的復合金屬多孔管的制備方法包括以下步驟：
[0051] 步驟一、將5個鈦絲網疊層鋪設得到金屬絲網組件，然后將所述金屬絲網組件卷乳 成管狀，再將卷乳成管狀的金屬絲網組件的接縫處焊接，得到金屬絲網管;所述卷乳的速度 為30m/h;所述焊接采用氬弧焊焊接，焊接全程采用高純氬氣保護；
[0052]步驟二、在真空條件下對步驟一中所述金屬絲網管進行燒結;所述燒結的真空度 為5 X I (T3Pa，溫度為1100 °C，保溫時間為2.5h;
[0053]步驟三、將鎳合金粉末與松醇油混合成漿料，然后將所述漿料均勻涂覆于步驟二 中燒結后的金屬絲網管表面;所述漿料中鎳合金粉末的質量百分含量為40%;所述鎳合金 粉末中粒徑為12μπι~30μπι的鎳合金粉末的質量含量為90 %以上；
[0054]步驟四、對步驟三中涂覆有漿料的金屬絲網管進行燒結使金屬絲網管上形成粉末 多孔功能層，得到復合金屬多孔管;所述燒結在真空條件下或氫氣氣氛下進行，燒結的溫度 為1000°C，燒結的時間為18h。
[0055] 作為對比，利用涂膜粉末，采用冷等靜壓的方式制備成與實施例3復合金屬多孔管 同等尺寸的粉末管，進行性能對比，結果見下表。
[0056] 表3粉末管、實施例3的金屬絲網管和復合金屬多孔管的性能比較
[0058] 實施例4
[0059] 如圖1所示，本實施例包括金屬絲網管1和附著于金屬絲網管1上的粉末多孔功能 層2;所述金屬絲網管1由7層金屬絲網疊層鋪設后卷乳制成，金屬絲網管1的壁厚為3.0mm， 金屬絲網管1的孔徑為50μηι，金屬絲網管1的外徑為20mm，管長為700mm;所述粉末多孔功能 層2的厚度為300μηι，孔徑為ΙΟμπι，透氣率為25m 3/(m2 · KPa · h);所述金屬絲網為鎳合金絲 網。
[0060] 本實施例的復合金屬多孔管的制備方法包括以下步驟：
[0061] 步驟一、將7個鎳合金絲網疊層鋪設得到金屬絲網組件，然后將所述金屬絲網組件 卷乳成管狀，再將卷乳成管狀的金屬絲網組件的接縫處焊接，得到金屬絲網管;所述卷乳的 速度為60m/h;所述焊接采用氬弧焊焊接；
[0062] 步驟二、在真空條件下對步驟一中所述金屬絲網管進行燒結;所述燒結的真空度 為2 X 10-3Pa，溫度為1000 °C，保溫時間為3h;
[0063] 步驟三、將鈦粉末與甘油混合成漿料，然后將所述漿料均勻涂覆于步驟二中燒結 后的金屬絲網管表面;所述衆料中金屬粉末的質量百分含量為38 % ;所述鎳合金粉末中粒 徑為35μπι~45μπι的鎳合金粉末的質量含量為80%以上；
[0064]步驟四、對步驟三中涂覆有漿料的金屬絲網管在氫氣氣氛下進行燒結使金屬絲網 管上形成粉末多孔功能層，得到復合金屬多孔管;所述燒結的溫度為1200°C，燒結的時間為 18h〇
[0065] 作為對比，利用涂膜粉末，采用冷等靜壓的方式制備成與實施例4復合金屬多孔管 同等尺寸的粉末管，進行性能對比，結果見下表。
[0066] 表4粉末管、實施例4的金屬絲網管和復合金屬多孔管的性能比較
L0068J以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何限制，凡是根據發明技 術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術 方案的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種復合金屬多孔管，其特征在于，包括金屬絲網管（1)和附著于金屬絲網管（1)上 的粉末多孔功能層(2);所述金屬絲網管（1)由3~7層金屬絲網疊層鋪設后卷乳制成，金屬 絲網管（1)的壁厚為1.5mm~3.8111111，金屬絲網管（1)的孔徑為2(^1]1~20(^111，金屬絲網管（1) 的外徑為20mm~120mm;所述粉末多孔功能層(2)的厚度為15μηι~600μηι，孔徑為0.5μηι~22μ m，透氣率不小于20m 3/(m2 · KPa · h)。2. 根據權利要求1所述的一種復合金屬多孔管，其特征在于，所述金屬絲網為不銹鋼絲 網、鎳絲網、鎳合金絲網或鈦絲網。3. -種制備如權利要求1或2所述復合金屬多孔管的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、將多個金屬絲網疊層鋪設得到金屬絲網組件，然后將所述金屬絲網組件卷乳 成管狀，再將卷乳成管狀的金屬絲網組件的接縫處焊接，得到金屬絲網管； 步驟二、在真空條件下對步驟一中所述金屬絲網管進行燒結； 步驟三、將金屬粉末與有機溶劑混合成漿料，然后將所述漿料均勻涂覆于步驟二中燒 結后的金屬絲網管表面;所述衆料中金屬粉末的質量百分含量為35 %~45 %，所述有機溶 劑為松醇油或甘油； 步驟四、對步驟三中涂覆有漿料的金屬絲網管進行燒結使金屬絲網管上形成粉末多孔 功能層，得到復合金屬多孔管。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟一中所述卷乳的速度為30m/h~60m/ h〇5. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟一中所述焊接采用氬弧焊焊接。6. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟二中所述燒結的真空度不大于IX 10- 2Pa，溫度為1000 °C~1250 °C，保溫時間為2h~3h。7. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟三中所述金屬粉末為不銹鋼粉末、鎳 粉末、鎳合金粉末或鈦粉末，金屬粉末的粒徑為2μηι~45μηι。8. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟四中所述燒結在真空條件下或氫氣氣 氛下進行，燒結的溫度為900 °C~1200 °C，燒結的時間為15h~20h。
【文檔編號】B22F5/10GK106041101SQ201610550201
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】汪強兵, 李廣忠, 李燁, 楊保軍, 劉陽洋, 黃愿平, 石英
【申請人】西北有色金屬研究院