一種燒結(jié)氈的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燒結(jié)氈的制作工藝，包括以下步驟：將不銹鋼纖維毛氈通過輸送推車輸送至臥室真空燒結(jié)爐內(nèi)，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度上升至400?500℃，上升完成后保持加熱溫度1h?3h，而后降溫至常溫進行低溫燒結(jié)處理，得到初態(tài)燒結(jié)氈；采用液壓機將初態(tài)燒結(jié)氈進行壓縮，而后再將壓縮完成的初態(tài)燒結(jié)氈至于真空燒結(jié)爐中，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度緩慢提升至800?950℃，提升完成后保持加熱溫度30?45min，進行加熱燒結(jié)，最后冷卻至常溫，即得到本發(fā)明的燒結(jié)氈；該方法不僅能實現(xiàn)不銹鋼纖維之間牢固的冶金結(jié)合，還能夠有效地避免纖維內(nèi)部晶粒的粗化，從而使不銹鋼纖維燒結(jié)氈的力學性能顯著提高。
【專利說明】
一種燒結(jié)氈的制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)租的制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼纖維燒結(jié)氈是一種多功能化輕質(zhì)多孔材料，廣泛應用于過濾分離、吸聲降噪、沖擊能量吸收等領(lǐng)域，其拉伸以及壓縮性能直接影響服役過程中的可靠性。然而目前這種材料存在斷裂強度低、壓縮能量吸收能力差等缺點，制約著其在各種苛刻服役條件下的應用。
[0003]不銹鋼纖維燒結(jié)氈的關(guān)鍵制作過程包括氣流鋪氈過程以及高溫燒結(jié)過程，后者是保證金屬纖維間形成冶金結(jié)合，保證金屬纖維氈力學性能的關(guān)鍵步驟。不銹鋼纖維燒結(jié)氈的常規(guī)燒結(jié)工藝是將未經(jīng)壓縮的不銹鋼纖維毛氈直接放置于真空爐中，在溫度為1200°C?1300°C的條件下保溫2h?3h，使其燒結(jié)成為具有一定孔隙度的纖維燒結(jié)氈。由于該工藝的燒結(jié)溫度過高，保溫時間過長，不銹鋼纖維內(nèi)部的晶粒容易粗化，顯著降低了不銹鋼纖維燒結(jié)氈的力學性能。除此之外，由于不銹鋼纖維氈中纖維的長徑比大，互相纏繞約束，致使纖維氈在燒結(jié)過程中整體收縮緩慢，難以在燒結(jié)過程中收縮到設(shè)定的孔隙度，特別是當設(shè)定的孔隙度小于85%時，一般都需要將燒結(jié)后獲得的金屬纖維燒結(jié)氈用液壓機繼續(xù)壓縮至設(shè)定的孔隙度，這進一步降低了材料的力學性能，增加了生產(chǎn)工序，降低了材料性能的穩(wěn)定性。例如，中國專利文獻號CN102068857A記載了一種金屬纖維氈的生產(chǎn)方法，其特征在于:直接將金屬纖維毛氈疊加后放入真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100°C?15000C，保溫時間為Ih?5h，冷卻降溫后得到一定孔隙度的金屬纖維氈，最后將燒結(jié)后的金屬纖維氈經(jīng)過乳機壓制后調(diào)節(jié)厚度，得到規(guī)定厚度的金屬纖維氈成品。中國專利文獻號CN104289717A記載了一種銅纖維氈的預壓縮燒結(jié)方法，將纖維裝入模具并手工預壓縮至設(shè)定孔隙度然后真空燒結(jié)，獲得燒結(jié)金屬纖維氈。雖然這種方法適用于切削態(tài)纖維多孔材料的制備，但由于集束拉拔態(tài)的不銹鋼纖維具有較大的彈性，壓縮抗力較大，難以手工直接壓縮，并且壓縮力卸除后材料會發(fā)生反彈，導致模具變形。因此該方案不能應用于不銹鋼纖維燒結(jié)氈的制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種燒結(jié)氈的制作工藝，該方法不僅能實現(xiàn)不銹鋼纖維之間牢固的冶金結(jié)合，還能夠有效地避免纖維內(nèi)部晶粒的粗化，從而使不銹鋼纖維燒結(jié)氈的力學性能顯著提高。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種燒結(jié)氈的制作工藝，包括以下步驟:
I)將不銹鋼纖維毛氈通過輸送推車輸送至臥室真空燒結(jié)爐內(nèi)，而后關(guān)閉真空燒結(jié)爐的爐門，將真空燒結(jié)爐的內(nèi)部抽真空，真空度<0.1Pa，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度上升至400-500°C，上升完成后保持加熱溫度lh-3h，保持完成后降溫至100-150攝氏度，保持降溫溫度10-25min，而后降溫至常溫進行低溫燒結(jié)處理，常溫為10-26°C，得到初態(tài)燒結(jié)氈； 2)采用液壓機將步驟I)中所得到的初態(tài)燒結(jié)氈進行壓縮，直至初態(tài)燒結(jié)氈的孔隙率下降至50%-60%，而后再將壓縮完成的初態(tài)燒結(jié)氈至于真空燒結(jié)爐中，關(guān)閉爐門，將真空燒結(jié)爐的內(nèi)部抽真空，真空度<0.01Pa，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度緩慢提升至800-950°C，提升完成后保持加熱溫度30-45min，進行加熱燒結(jié)，保溫完成后，將真空燒結(jié)爐的爐內(nèi)溫度下降至300-450°C，保持10-15min后再將真空燒結(jié)爐的爐內(nèi)溫度下降至200-250°C，保持5-lOmin，最后冷卻至常溫，即得到本發(fā)明的燒結(jié)氈。。
[0006]優(yōu)選地，步驟I)中的不銹鋼纖維毛氈的直徑小于8微米，所述不銹鋼纖維毛氈的長度小于100微米。
[0007]優(yōu)選地，步驟I)中的真空度為0.05Pa。
[0008]優(yōu)選地，步驟I)中的真空度為0.06Pa。
[0009]優(yōu)選地，步驟I)中的真空度為0.008Pa。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明在對不銹鋼纖維毛氈進行高溫燒結(jié)前，預先將不銹鋼纖維毛氈進行低溫燒結(jié)處理，低溫燒結(jié)處理有效消除纖維內(nèi)部彈性應力。
[0011]2、本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，不銹鋼纖維毛氈，尤其是集束拉拔態(tài)纖維制成的不銹鋼纖維毛氈，能在低溫短時保溫下完成燒結(jié)，其主要原因是由于在拉拔過程中纖維內(nèi)部產(chǎn)生了高密度位錯，在燒結(jié)時通過位錯滑移等機制使得纖維燒結(jié)結(jié)點周圍的原子快速流動促進了燒結(jié)結(jié)點的快速生長。通過上述的低溫燒結(jié)工藝既降低了預壓縮需要的壓制力，又防止了卸壓后材料的反彈變形，還保證了后續(xù)低溫短時燒結(jié)過程中纖維內(nèi)部高密度位錯對燒結(jié)的促進作用。從而實現(xiàn)了材料的低溫短時燒結(jié)。
[0012]3、本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)纖維之間牢固的冶金結(jié)合，還避免了纖維內(nèi)部晶粒的粗化，從而提高了不銹鋼纖維燒結(jié)氈的力學性能。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]一種燒結(jié)氈的制作工藝，包括以下步驟:
1)將不銹鋼纖維毛氈通過輸送推車輸送至臥室真空燒結(jié)爐內(nèi)，而后關(guān)閉真空燒結(jié)爐的爐門，將真空燒結(jié)爐的內(nèi)部抽真空，真空度<0.1Pa，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度上升至400-500°C，上升完成后保持加熱溫度lh-3h，保持完成后降溫至100-150攝氏度，保持降溫溫度10-25min，而后降溫至常溫進行低溫燒結(jié)處理，常溫為10-26°C，得到初態(tài)燒結(jié)氈；
2)采用液壓機將步驟I)中所得到的初態(tài)燒結(jié)氈進行壓縮，直至初態(tài)燒結(jié)氈的孔隙率下降至50%-60%，而后再將壓縮完成的初態(tài)燒結(jié)氈至于真空燒結(jié)爐中，關(guān)閉爐門，將真空燒結(jié)爐的內(nèi)部抽真空，真空度<0.01Pa，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度緩慢提升至800-950°C，提升完成后保持加熱溫度30-45min，進行加熱燒結(jié)，保溫完成后，將真空燒結(jié)爐的爐內(nèi)溫度下降至300-450°C，保持10-15min后再將真空燒結(jié)爐的爐內(nèi)溫度下降至200-250°C，保持5-lOmin，最后冷卻至常溫，即得到本發(fā)明的燒結(jié)氈。
[0015]步驟I)中的不銹鋼纖維毛氈的直徑小于8微米，所述不銹鋼纖維毛氈的長度小于10微米。
[0016]步驟I)中的真空度為0.05Pa。
[0017]步驟I)中的真空度為0.06Pa。
[0018]步驟I)中的真空度為0.008Pa。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明在對不銹鋼纖維毛氈進行高溫燒結(jié)前，預先將不銹鋼纖維毛氈進行低溫燒結(jié)處理，低溫燒結(jié)處理有效消除纖維內(nèi)部彈性應力。
[0020]2、本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，不銹鋼纖維毛氈，尤其是集束拉拔態(tài)纖維制成的不銹鋼纖維毛氈，能在低溫短時保溫下完成燒結(jié)，其主要原因是由于在拉拔過程中纖維內(nèi)部產(chǎn)生了高密度位錯，在燒結(jié)時通過位錯滑移等機制使得纖維燒結(jié)結(jié)點周圍的原子快速流動促進了燒結(jié)結(jié)點的快速生長。通過上述的低溫燒結(jié)工藝既降低了預壓縮需要的壓制力，又防止了卸壓后材料的反彈變形，還保證了后續(xù)低溫短時燒結(jié)過程中纖維內(nèi)部高密度位錯對燒結(jié)的促進作用。從而實現(xiàn)了材料的低溫短時燒結(jié)。
[0021]3、本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)纖維之間牢固的冶金結(jié)合，還避免了纖維內(nèi)部晶粒的粗化，從而提高了不銹鋼纖維燒結(jié)氈的力學性能。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項】
1.一種燒結(jié)氈的制作工藝，其特征在于:包括以下步驟: 1)將不銹鋼纖維毛氈通過輸送推車輸送至臥室真空燒結(jié)爐內(nèi)，而后關(guān)閉真空燒結(jié)爐的爐門，將真空燒結(jié)爐的內(nèi)部抽真空，真空度<0.1Pa，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度上升至.400-500°C，上升完成后保持加熱溫度lh-3h，保持完成后降溫至100-150攝氏度，保持降溫溫度10-25min，而后降溫至常溫進行低溫燒結(jié)處理，常溫為10-26°C，得到初態(tài)燒結(jié)氈； 2)采用液壓機將步驟I)中所得到的初態(tài)燒結(jié)氈進行壓縮，直至初態(tài)燒結(jié)氈的孔隙率下降至50%-60%，而后再將壓縮完成的初態(tài)燒結(jié)氈至于真空燒結(jié)爐中，關(guān)閉爐門，將真空燒結(jié)爐的內(nèi)部抽真空，真空度<0.01Pa，而后將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度緩慢提升至800-950°C，提升完成后保持加熱溫度30-45min，進行加熱燒結(jié)，保溫完成后，將真空燒結(jié)爐的爐內(nèi)溫度下降至300-450°C，保持10-15min后再將真空燒結(jié)爐的爐內(nèi)溫度下降至200-250°C，保持5-lOmin，最后冷卻至常溫，即得到本發(fā)明的燒結(jié)氈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)氈的制作工藝，其特征在于:步驟I)中的不銹鋼纖維毛氈的直徑小于8微米，所述不銹鋼纖維毛氈的長度小于100微米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)氈的制作工藝，其特征在于:步驟I)中的真空度為.0.05Pao4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)氈的制作工藝，其特征在于:步驟I)中的真空度為.0.06Pao5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)氈的制作工藝，其特征在于:步驟I)中的真空度為.0.008Pao
【文檔編號】B22F3/16GK105880595SQ201610227617
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】張國梁
【申請人】浙江省浦江縣暢達有限公司