制備金屬多孔管材的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬多孔材料領域，特別是指制備金屬多孔管材的方法和設備。
【背景技術】
[0002]金屬多孔材料是一種具有多孔結構的剛性功能材料，它具有良好的透過性，孔徑和孔隙率可控,耐高溫,耐腐蝕,可通過多種途徑再生,并具有良好的可加工性,被作為氣體分布、微孔過濾、催化反應載體、阻燃防爆、傳質傳熱的功能組件，廣泛應用于航空、航天、石油化工、冶金、醫藥、環保等行業。
[0003]實際應用中燒結金屬多孔材料有板、氈、管、薄膜等多種產品形式，其中管狀多孔燒結材料是一種主要的應用形式。其成型工藝主要有以下兒種:
[0004]鋼模壓制:將原料粉末填充入鋼制模腔，在四柱壓機上壓制出管狀坯體，然后在高溫下燒結獲得成品。由于粉末與模壁和型芯之間較大的摩擦，容易造成壓壞沿壓制方向的密度不均勻，并且脫模困難，該方法只適用于長徑比較小的厚壁零件。
[0005]冷等靜壓:將原料粉末填充入橡膠包套中，以液態介質傳遞壓力(水或油)，在三向靜水壓力下將粉末壓實成管狀坯體，再經高溫燒結制得成品。這種方法能獲得均勻的壓壞密度，壓制生坯強度較高，可以制備大尺寸的制品，是生產燒結多孔管材的主要手段。但其生產效率較低，并且不適用于制備管徑較小、壁厚較薄的產品。
[0006]無壓成形:將原料粉末與水等液態介質混合成漿料，再注入吸水性材料制成的模具中(如石膏模)，待水分被模具充分吸收后即可獲得所需形狀的坯材。這種方法較為簡便，但廣品精度不聞，生廣效率低，壞材易損耗。
[0007]注射成形:將原料粉末與有機粘結劑混合并加熱熔融，在一定注射壓力作用下，利用粘結劑熔融后的流動性將混合料注入模具，形成所需形狀的坯材。該方法對于形狀復雜的零件可以進行大批量高效率的生產，也可以用于較短尺寸管件的制備，但不適用于較長管材的生產。
[0008]焊接成形:先用模壓成形等方式生產出燒結金屬多孔板材，再在卷管機上將板材卷制成管狀，最后利用專門的焊接設備將其焊接成管材。這種方法工藝復雜，生產成本較高，且容易因為焊接工藝上的問題影響產品的使用性能。
[0009]總而言之，燒結金屬多孔管材的制備工藝繁瑣，且使用的設備龐大，成本高，導致燒結金屬多孔材料技術難以在金屬多孔材料制造領域獲得推廣應用。
【發明內容】
[0010]本發明提出制備金屬多孔管材的方法和設備，解決了現有技術中金屬多孔管材制備工藝復雜、成本高的問題。
[0011]本發明的技術方案是這樣實現的，制備金屬多孔管材的方法，包括步驟:
[0012]I)將原料和高分子粘結劑按照質量比為95%?75^:5%?25%直接裝入混煉機中，在150?190°C溫度下混煉2小時，后冷卻；
[0013]2)所述原料和高分子粘結劑的混煉物輸送至擠出機或破碎機中，破碎成顆粒狀；
[0014]3)將所述顆粒物置于注擠成型裝置中，在140?200°C溫度下融化至熔融態，后擠出為環狀斷面的連續管坯，冷卻成型；
[0015]4)將所述成型管坯置于真空或保護氣氛下燒結。
[0016]作為優選的技術方案，所述原料為陶瓷粉末、金屬及其合金粉末或金屬纖維中的一種。
[0017]作為優選的技術方案，所述金屬及其合金粉末為青銅、不銹鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金的粉末，所述金屬纖維為不銹鋼纖維或鎳纖維。
[0018]作為進一步的優選，所述不銹鋼粉末牌號為316L。
[0019]作為優選的技術方案，所述高分子粘結劑為石蠟、聚丙烯、甲基纖維素、微晶蠟、聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛脂、聚氧化乙烯中之一種或兒種。
[0020]作為優選的技術方案，所述燒結分為三階段，粘結劑脫除階段溫度為200?500°C，時間為30?120min ;預燒結階段溫度為700?1000°C，時間為60?180min ;燒結階段溫度為900?1450°C，時間為60?120min。
[0021]作為優選的技術方案,所述保護氣氛為氬氣或氮氣。
[0022]本發明又提出制備金屬多孔管材的設備，包括注擠成型機，其特征在于:所述注擠成型機設有擠出模頭，所述擠出模頭設有入料接頭、分流梭、與所述分流梭緊鄰設置的模芯、口模，所述入料接頭與所述分流梭固定連接，所述分流梭位于所述擠出模頭的內部，所述口模通過螺栓與所述入料接頭固定連接，所述模芯與所述口模之間形成環形腔。
[0023]采用上述制備方法和設備，使得燒結金屬多孔管材的制備工藝更簡單、成本低、生產效率高，制得的管件尺寸大小可調、孔隙度可控，避免了傳統鋼模壓制工藝中由于壓坯密度不均勻而產生的孔隙分布不均勻問題，通過采用不同的擠出模頭斷面設計，可以很方便的制備各種異型斷面管材。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖儀儀是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發明制備金屬多孔管材的方法工藝流程圖；
[0026]圖2為本發明注擠成型機的擠出模頭結構示意圖。
[0027]圖中:1-入料接頭；2_ 口模；3-模芯；4_環形腔；5_分流梭。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例儀儀是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0029]如圖1、圖2所示，制備金屬多孔管材的方法，包括步驟:
[0030]I)將原料和高分子粘結劑按照質量比為95%?75%:5%?25%直接裝入混煉機中，在150?190°C溫度下混煉2小時，后冷卻；
[0031]2)所述原料和高分子粘結劑的混煉物輸送至擠出機或破碎機中，破碎成顆粒狀；
[0032]3)將所述顆粒物置于注擠成型裝置中，在140?200°C溫度下融化至熔融態，后擠出為環狀斷面的連續管坯，冷卻成型；
[0033]4)將所述成型管坯置于真空或保護氣氛下燒結。
[0034]作為優選的技術方案，所述原料為陶瓷粉末、金屬及其合金粉末或金屬纖維中的一種。
[0035]作為優選的技術方案，所述金屬及其合金粉末為青銅、不銹鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金的粉末，所述金屬纖維為不銹鋼纖維或鎳纖維。
[0036]作為進一步的優選，所述不銹鋼粉末牌號為316L。
[0037]作為優選的技術方案，所述高分子粘結劑為石蠟、聚丙烯、甲基纖維素、微晶蠟、聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛脂、聚氧化乙烯中之一種或幾種。
[0038]作為優選的技術方案，所述