一種高強度合金過濾構件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及合金材料領域，具體的說，是涉及一種高強度合金過濾構件。
【背景技術】
[0002]銅合金的力學性能、工藝性能、耐蝕性能都較好，導電導熱性能高，高度的化學性質，良好的抵抗腐蝕之穩定性及卓越的可塑性，所以，在各個領域成為應用最為廣泛的材料之一。本發明屬于合金材料領域，銅合金已經廣泛應用于污染排放氣體深度凈化、工業廢氣凈化、廢水處理等方面。在銅鋅合金中加入其它的微量元素能夠起到除垢和防垢的作用。銅合金在過濾處理中具有以下作用:I )、通過氧化還原反應可以使液體里的氯、氧以及可溶性重金屬離子的濃度降低，增強金屬管壁的抗腐蝕性;2)、和水接觸時，接觸界面處液體的氧化還原電位變化很大，抑制了微生物的生長和繁殖，降低了水垢和換熱壁粘接的強度;3)、使得固相顆粒處于懸浮分散的狀態，抑制了蠟、垢以及腐蝕的產生。
[0003]過濾構件在孔徑相同的情況下，當厚度在某一范圍內變化時，其滲透量的變化幾乎可達數量級。因此，僅從精度與流量考慮的話，可以使試樣盡量地薄，但這又與強度要求相矛盾，為此，采用多層結構就是解決這一矛盾的有效途徑。制取多層濾器的方法較多，如粉末乳制、粉漿擠壓、粉漿離心澆注等方法。而多層結構構件的使用壽命受到環境和材料本身的影響，現有產品在高壓和高溫的工作環境中容易損壞，并且制造困難、生產工藝成本較尚O
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高強度合金過濾構件，其制備方法采用特定元素成分配比的合金粉末原料分批分層制坯，經過超聲波噴涂，并通過熱處理工藝，提高合金過濾構件的高溫耐壓強度和使用壽命。本發明采用的技術方案是:一種高強度合金過濾構件，其制備方法包括以下步驟:球磨混料、分層制坯、超聲波噴涂和熱處理步驟，合金構件制備時所使用的合金粉末原料包含以下元素組成:C: 1.80-2.50%，S1: 0.30-0.40%，Mo:2.00-2.30%,Zr:0.50-1.50%,Hf:0.05-0.10%,Mn:2.00-2.50%,N1:1.50-2.50%,Al:0.50-1.50%，Zn: 3.50-4.50%，Ce:0.10-0.20%，S〈0.005%，Ρ〈0.005%，余量為Cu，上述百分比為質量百分比；合金過濾構件的抗壓強度為720?780MPa，最大孔徑為30?50μπι。
[0005]球磨混料步驟為:先將55?65wt%的合金粉末原料進行球磨，獲得粒度為100目以下的合金粉末I，然后再將剩余的合金粉末原料球磨至200目以下獲得合金粉末II，最后，在混料設備中將合金粉末I和合金粉末II分別與200目以下的純銅粉末，按照質量比2:1的比例混合I?1.5小時，從而分別獲得合金粉體I和合金粉體II。
[0006]分層制還步驟為:首先，取35?40wt%的合金粉體I，通過流延機得到厚度為I?2mm片坯I;再將合金粉體II在片坯I上，通過流延機得到厚度為2?3mm片坯II;然后，取余下量的所述合金粉體I，在片坯II的基礎上通過流延機得到厚度為2.5?3.5_片坯III。
[0007]超聲波噴涂步驟為:將片坯III在200?250 °C預熱20?30mins，然后進行超聲波噴涂，噴涂距離為15cm，噴槍移動速度為15?18cm/s，噴涂角度為90°，噴涂后的涂層厚度約為0.55-0.65mm;其中，噴涂所使用的焊絲材料的成分包含:Cu:50-55%,N1:5.5-7.5%，S1:0.3-0.5%，上述百分比為質量百分比。
[0008]熱處理步驟為:將超聲波噴涂后的片坯III置于300?400°C的加熱爐中進行燒結，保溫時間為I?1.5h，冷卻到室溫后，再以20~30°C/min的加熱速度升溫至1000?1100°C，保溫
0.5?Ih，隨爐冷卻即可獲得合金過濾構件。
[0009]優選地，合金過濾構件成品的抗壓強度為760MPa，最大孔徑為50μπι。
[0010]優選地，合金粉末原料包含以下元素組成:C:1.80%，S1: 0.35%，Μο: 2.00%, Zr:1.20%，Hf:0.10%，Mn:2.50%，N1:2.20%，Al:0.50%，Zn:3.50%，Ce:0.10%，S:0.002%，P:
0.001%，余量為 Cu。
[0011 ] 優選地，合金粉末原料包含以下元素組成:C: 2.00%，S1: 0.30%，Mo: 2.20%，Zr:
0.80%，Hf:0.08%，Mn:2.00%，N1:1.50%，Al:1.00%，Zn:4.00%，Ce:0.15%，S:0.002%，P:
0.001%，余量為 Cu。
[0012]優選地，合金粉末原料包含以下元素組成:C: 2.50%，S1: 0.40%，Mo: 2.30%, Zr:1.50%，Hf:0.05%，Mn:2.20%，N1:2.50%，Al:1.50%，Zn:4.50%，Ce:0.20%，S:0.002%，P:
0.001%，余量為 Cu。
[0013]本發明的優點是:采用特定合金元素成分配比的合金粉末原料進行球磨篩選，將符合粒度要求的粉末分批分層制成坯料，再進行超聲波噴涂，并通過熱處理燒結工藝，提高了合金過濾構件的高溫耐壓強度，同時獲得了理想的過濾孔徑、過濾通量等性能參數。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例和對比例對本發明進一步詳細說明。
[0015]實施例1:
一種高強度合金過濾構件，其制備方法包括以下步驟:球磨混料、分層制坯、超聲波噴涂和熱處理步驟，合金過濾構件制備時所使用的合金粉末原料包含以下元素組成:C:1.80%,S1:0.35%,Mo:2.00%,Zr:1.20%,Hf:0.10%,Mn:2.50%,N1:2.20%,Al:0.50%,Zn:3.50%，Ce: 0.10%，S: 0.002%，P: 0.001%，余量為Cu，上述百分比為質量百分比。球磨混料步驟為:先將65wt%的合金粉末原料進行球磨，獲得粒度為100目以下的合金粉末I，然后再將剩余的合金粉末原料球磨至200目以下獲得合金粉末II，最后，在混料設備中將合金粉末I和合金粉末II分別與200目以下的純銅粉末，按照質量比2:1的比例混合I小時，從而分別獲得合金粉體I和合金粉體II。分層制坯步驟為:取40wt%的合金粉體I，通過流延機得到厚度為Imm片坯I;再將合金粉體II在片坯I上，通過流延機得到厚度為2mm片坯II;然后，取余下量的合金粉體I，在片坯II的基礎上通過流延機得到厚度為2.5mm片坯III。超聲波噴涂步驟為:將片還III在200 °C預熱20mins，然后進行超聲波噴涂，噴涂距離為15cm，噴槍移動速度為18cm/s，噴涂角度為90°，噴涂后的涂層厚度約為0.55mm;其中，噴涂所使用的焊絲材料的成分包含:Cu: 50%，N1: 5.5%，S1: 0.3%，上述百分比為質量百分比。熱處理步驟為:將片坯III置于300 0C的加熱爐中進行燒結，保溫時間為1.5h，冷卻到室溫后，再以20 °C/min的加熱速度升溫至100tC，保溫lh，隨爐冷卻即可獲得合金過濾構件。合金過濾構件成品的抗壓強度為760 MPa，最大孔徑為50μπι。
[0016]實施例2:
一種高強度合金過濾構件，其制備方法包括以下步驟:球磨混料、分層制坯、超聲波噴涂和熱處理步驟，合金過濾構件制備時所使用的合金粉末原料包含以下元素組成:C:2.00%，S1:0.30%，Mo:2.20%，Zr:0.80%，Hf:0.08%，Mn:2.00%，N1:1.50%，Al:1.00%，Zn:4.00%，Ce: 0.15%，S: 0.002%，P: 0.001%，余量為Cu，上述百分比為質量百分比。球磨混料步驟為:先將60wt%的合金粉末原料進行球磨，獲得粒度為100目以下的合金粉末I，然后再將剩余的合金粉末原料球磨至200目以下獲得合金粉末II，最后，在混料設備中將合金粉末I和合金粉末II分別與200目以下的純銅粉末，按照質量比2:1的比例混合1.5小時，從而分別獲得合金粉體I和合金粉體II