一種鎳基合金纖維氈的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鎳基合金纖維氈的制備方法，具體按照以下步驟進行：步驟1，制備合金短纖維；步驟2，利用步驟1中的合金短纖維鋪制成纖維網；步驟3，利用步驟2中制成的纖維網制得多層纖維網坯；步驟4，對步驟3制得的多層纖維網坯進行預處理；步驟5，將步驟4預處理后的多層纖維網坯燒結，制得燒結后的坯料，步驟6，將步驟5得到的培料進行后處理，即得到鎳基合金纖維氈。本發明一種鎳基合金纖維氈的制備方法，解決了現有制備方法存在的制備的纖維氈波折易脆斷，并且難以批量化生產的問題。
【專利說明】一種鎳基合金纖維氈的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高溫氣體凈化除塵設備【技術領域】，具體涉及一種鎳基合金纖維氈的制備方法。
【背景技術】
[0002]火力發電是中國主要的發電方式，目前火力發電占81%，其中93%是燃燒發電，因此面對我國社會經濟發展對于能源需求與環境改善的巨大壓力，發展潔凈煤發電、高溫煙氣凈化等節能減排技術對中國的迫切性大于世界上其他任何國家。
[0003]目前，采用金屬材料的高溫氣體凈化除塵技術所面臨的主要問題，因而使其在現代節能環保工程系統中的推廣應用受到一定限制。
[0004]高溫、耐蝕鎳基合金(牌號:合金59)是含少量碳、硅、鎢元素的鎳鉻鑰合金，對大部是在高溫及復雜腐蝕環境下一般不銹鋼過濾材料的服役壽命不長分氧化性和還原性腐蝕介質具有極好的耐蝕性能，對點蝕、縫隙腐蝕以及應力腐蝕開裂等局部腐蝕也具有良好的耐蝕能力，同時具備良好的加工成型性能和焊接性能。
[0005]高溫、耐蝕鎳基合金(牌號:合金59)纖維氈已經在高溫氣體凈化除塵領域有了一定的應用，主要采用的是國外生產的鎳基合金纖維氈，國內還未有生產高溫、耐蝕鎳基合金(牌號:合金59)纖維氈。
[0006]現有的鎳基合金纖維氈(牌號:合金59)制備的纖維氈波折易脆斷，并且制備方法難以達到批量化的生產的要求。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種鎳基合金纖維氈的制備方法，解決了現有制備方法存在的制備的纖維氈波折易脆斷，并且難以批量化生產的問題。
[0008]本發明所采用的技術方案是，一種鎳基合金纖維氈的制備方法，具體按照以下步驟進行:
[0009]步驟I，制備合金短纖維；
[0010]步驟2，利用步驟I中的合金短纖維鋪制成纖維網；
[0011]步驟3，利用步驟2中制成的纖維網制得多層纖維網坯；
[0012]步驟4，對步驟3制得的多層纖維網坯進行預處理；
[0013]步驟5，將步驟4預處理后的多層纖維網坯燒結，制得燒結后的坯料，
[0014]步驟6，將步驟5得到的培料進行后處理，即得到鎳基合金纖維氈。
[0015]本發明的特點還在于，
[0016]其中，步驟I具體為:將采取拉拔法制備的合金長纖維通過切絲設備進行剪切，纖維絲直徑為Φ8μπι?Φ22μ m，剪切后得到的短纖維長度為30mm?60mm。
[0017]步驟2具體為:將步驟I中制備的短纖維通過氣流成網法鋪制成纖維網，纖維網的單位面積重量控制在1000g/m2?1500g/m2。
[0018]步驟3具體為:將多層纖維網在燈檢臺上進行疊加，使制備的纖維氈均勻性保持一致，并且將纖維氈按照尺寸裁剪，制得符合要求的多層纖維網坯。
[0019]步驟4具體為:將步驟3中制備的多層纖維網坯使用輥壓機進行平整，平整厚度控制在1.0mm?2.0mm,然后將多層纖維網還放在烘干爐內，烘干溫度為150°C?180°C,進行烘干處理。
[0020]步驟5具體為，將步驟4處理的多層纖維網坯固定于夾具之內，纖維網坯之間以及纖維網坯與夾具之間均用隔離層分開，將帶有夾具的纖維網坯放在真空熱壓爐內進行燒結，在整個燒結過程中加壓，壓強為0.2MPa?0.8MPa，燒結溫度控制在1050?1250°C，保溫時間控制在2?6小時，升溫速率控制在5?10°C /min，真空度控制在5X10_3Pa?1.0X 10_2Pa，燒結完成后，使用高純氮氣在溫度為700?900°C時進行快速冷卻后將纖維網坯料從夾具中取出，得到燒結后的坯料。
[0021]夾具的結構為:包括工作臺面和壓頭，兩個水平設置的工作臺面之間設置有壓頭，壓頭與工作臺面之間固定連接，兩個工作臺面之間通過設置在四個角上的鎖緊螺栓進行連接，鎖緊螺栓與鎖緊螺母相配合。
[0022]步驟6具體為，將步驟5得到的坯料進行滾壓平整，使其最終厚度為0.5?0.7mm,然后進行裁邊，即得到鎳基合金纖維氈。
[0023]本發明的有益效果是，鎳基合金絲材通過拉拔法加工成纖維，然后將該種纖維用氣流鋪氈法鋪制成松散的纖網，再疊加成多層纖網坯料，將多層纖網坯料進行高溫燒結，使燒結后的所得的鎳基合金纖維氈表面光亮、波折不斷裂。優點是與不銹鋼纖維氈相比，鎳基合金纖維燒結氈具有良好的耐高溫、耐腐蝕性能，在溫度為600?800°C，氧化或還原氣體工況條件下，可以長時間使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明一種鎳基合金纖維氈的制備方法中使用的夾具的結構示意圖。
[0025]圖中，I鎖緊螺母，2工作臺面，3鎖緊螺栓，4壓頭。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0027]本發明一種鎳基合金纖維氈的制備方法，具體按照以下步驟進行:
[0028]步驟1，將采取拉拔法制備的合金長纖維通過切絲設備進行剪切，纖維絲直徑為Φ8μηι?Φ22μ m,剪切后得到的短纖維長度為30mm?60mm ；
[0029]步驟2，將步驟I中制備的短纖維通過氣流成網法鋪制成纖維網，纖維網的單位面積重量控制在1000g/m2?1500g/m2 ；
[0030]步驟3，將多層纖維網在燈檢臺上進行疊加，使制備的纖維氈均勻性保持一致，并且將纖維氈按照尺寸裁剪，制得符合要求的多層纖維網坯；
[0031]步驟4，將步驟3中制備的多層纖維網坯使用輥壓機進行平整，平整厚度控制在
1.0mm?2.0mm，然后將多層纖維網坯放在烘干爐內，烘干溫度為150°C?180°C，進行烘干處理；
[0032]步驟5，將步驟4處理的多層纖維網坯固定于夾具之內，纖維網坯之間以及纖維網坯與夾具之間均用隔離層(阻焊隔離層)分開，將帶有夾具的纖維網坯放在真空熱壓爐內進行燒結，在整個燒結過程中加壓，壓強為0.2MPa?0.8MPa，燒結溫度控制在1050?1250°C，保溫時間控制在2?6小時，升溫速率控制在5?10°C /min,真空度控制在5父10_午&?1.0\10_午&，燒結完成后，使用高純氮氣在溫度為700?900°C時進行快速冷卻后將纖維網坯料從夾具中取出，得到燒結后的坯料。
[0033]其中，使用的夾具其結構為:包括工作臺面2和壓頭4，兩個水平設置的工作臺面I之間設置有壓頭4，壓頭4與工作臺面之間固定連接，兩個工作臺面之間通過設置在四個角上的鎖緊螺栓3進行連接，鎖緊螺栓3與鎖緊螺母I相配合。使用時將步驟4中處理后的多層纖維網坯固定于兩個壓頭4之間，通過鎖緊螺母I和鎖緊螺栓3進行加壓固定。夾具的材質選用耐溫不銹鋼板。
[0034]步驟6，將步驟5得到的坯料進行滾壓平整，使其最終厚度為0.5?0.7mm,然后進行裁邊，即得鎳基合金纖維氈。
[0035]本發明的有益效果是，鎳基合金絲材通過拉拔法加工成纖維，然后將該種纖維用氣流鋪氈法鋪制成松散的纖網，再疊加成多層纖網坯料，將多層纖網坯料進行高溫燒結，使燒結后的所得的鎳基合金纖維氈表面光亮、波折不斷裂。優點是與不銹鋼纖維氈相比，鎳基合金纖維燒結氈具有良好的耐高溫、耐腐蝕性能，在溫度為600?800°C，氧化或還原氣體工況條件下，可以長時間使用。
[0036]實施例1
[0037]步驟1，將采取拉拔法制備的合金長纖維通過切絲設備進行剪切，纖維絲直徑為Φ8 μ m，剪切后得到的短纖維長度為30_ ;步驟2，將步驟I中制備的短纖維通過氣流成網法鋪制成纖維網，纖維網的單位面積重量控制在1000g/m2 ;步驟3，將多層纖維網在燈檢臺上進行疊加，使制備的纖維氈均勻性保持一致，并且將纖維氈按照尺寸裁剪，制得符合要求的多層纖維網坯；步驟4，將步驟3中制備的多層纖維網坯使用輥壓機進行平整，平整厚度控制在1.0mm，然后將多層纖維網坯放在烘干爐內，烘干溫度為150°C，進行烘干處理；步驟5，將步驟4處理的多層纖維網坯固定于夾具之內，纖維網坯之間以及纖維網坯與夾具之間均用隔離層(阻焊隔離層)分開，將帶有夾具的纖維網坯放在真空熱壓爐內進行燒結，在整個燒結過程中加壓，壓強為0.2MPa，燒結溫度控制在1050°C，保溫時間控制在2小時，升溫速率控制在5°C /min，真空度控制在5X10_3Pa，燒結完成后，使用高純氮氣在溫度為700°C時進行快速冷卻后將纖維網坯料從夾具中取出，得到燒結后的坯料。步驟6，將步驟5得到的坯料進行滾壓平整，使其最終厚度為0.5mm，然后進行裁邊，即得鎳基合金纖維氈。
[0038]實施例2
[0039]步驟1，將采取拉拔法制備的合金長纖維通過切絲設備進行剪切，纖維絲直徑為Φ22 μ m，剪切后得到的短纖維長度為60mm ;步驟2，將步驟I中制備的短纖維通過氣流成網法鋪制成纖維網，纖維網的單位面積重量控制在1500g/m2 ;步驟3，將多層纖維網在燈檢臺上進行疊加，使制備的纖維氈均勻性保持一致，并且將纖維氈按照尺寸裁剪，制得符合要求的多層纖維網坯；步驟4，將步驟3中制備的多層纖維網坯使用輥壓機進行平整，平整厚度控制在2.0mm，然后將多層纖維網坯放在烘干爐內，烘干溫度為180°C，進行烘干處理；步驟5，將步驟4處理的多層纖維網坯固定于夾具之內，纖維網坯之間以及纖維網坯與夾具之間均用隔離層(阻焊隔離層)分開，將帶有夾具的纖維網坯放在真空熱壓爐內進行燒結，在整個燒結過程中加壓，壓強為0.8MPa，燒結溫度控制在1250°C，保溫時間控制在6小時，升溫速率控制在10°C /min，真空度控制在1.0X 10_2Pa，燒結完成后，使用高純氮氣在溫度為900°C時進行快速冷卻后將纖維網坯料從夾具中取出，得到燒結后的坯料。步驟6，將步驟5得到的坯料進行滾壓平整，使其最終厚度為0.7mm，然后進行裁邊，即得鎳基合金纖維氈。
[0040]實施例3
[0041]步驟1，將采取拉拔法制備的合金長纖維通過切絲設備進行剪切，纖維絲直徑為Φ 10 μ m，剪切后得到的短纖維長度為50mm ;步驟2，將步驟I中制備的短纖維通過氣流成網法鋪制成纖維網，纖維網的單位面積重量控制在1200g/m2 ;步驟3，將多層纖維網在燈檢臺上進行疊加，使制備的纖維氈均勻性保持一致，并且將纖維氈按照尺寸裁剪，制得符合要求的多層纖維網坯；步驟4，將步驟3中制備的多層纖維網坯使用輥壓機進行平整，平整厚度控制在1.5_，然后將多層纖維網坯放在烘干爐內，烘干溫度為160°C，進行烘干處理；步驟5，將步驟4處理的多層纖維網坯固定于夾具之內，纖維網坯之間以及纖維網坯與夾具之間均用隔離層(阻焊隔離層)分開，將帶有夾具的纖維網坯放在真空熱壓爐內進行燒結，在整個燒結過程中加壓，壓強為0.6MPa，燒結溫度控制在1150°C，保溫時間控制在4小時，升溫速率控制在7 V /min,真空度控制在8 X 10_3Pa以下，燒結完成后，使用高純氮氣在溫度為800°C時進行快速冷卻后將纖維網坯料從夾具中取出，得到燒結后的坯料；步驟6，將步驟5得到的坯料進行滾壓平整，使其最終厚度為0.6mm，然后進行裁邊，即得鎳基合金纖維氈。
[0042]利用本發明方法制得的鎳基合金纖維氈用于制作高溫氣體凈化除塵用濾芯，過濾精度可以達到15?40 μ m，合金纖維氈過濾器的除塵效率彡99.85%，氣泡點壓力達到1900Pa?2450Pa，透氣度達到200?280L/min.dm2,孔徑分布均勻；制備的鎳基合金纖維氈進行波折后無脆斷現象，批量生產量由5m2/爐次增加到50m2/爐次。
【權利要求】
1.一種鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟進行: 步驟I，制備合金短纖維； 步驟2，利用步驟I中的合金短纖維鋪制成纖維網； 步驟3，利用步驟2中制成的纖維網制得多層纖維網坯； 步驟4，對步驟3制得的多層纖維網坯進行預處理； 步驟5，將步驟4預處理后的多層纖維網坯燒結，制得燒結后的坯料， 步驟6，將步驟5得到的培料進行后處理，即得到鎳基合金纖維氈。
2.根據權利要求1所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的步驟I具體為:將采取拉拔法制備的合金長纖維通過切絲設備進行剪切，纖維絲直徑為Φ8μπι?Φ 22 μ m,剪切后得到的短纖維長度為30mm?60mm。
3.根據權利要求2所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的步驟2具體為:將步驟I中制備的短纖維通過氣流成網法鋪制成纖維網，纖維網的單位面積重量控制在 1000g/m2 ?1500g/m2。
4.根據權利要求3所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的步驟3具體為:將多層纖維網在燈檢臺上進行疊加，使制備的纖維氈均勻性保持一致，并且將纖維氈按照尺寸裁剪，制得符合要求的多層纖維網坯。
5.根據權利要求4所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的步驟4具體為:將步驟3中制備的多層纖維網坯使用輥壓機進行平整，平整厚度控制在1.0mm?2.0mm，然后將多層纖維網坯放在烘干爐內，烘干溫度為150°C?180°C，進行烘干處理。
6.根據權利要求5所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的步驟5具體為，將步驟4處理的多層纖維網坯固定于夾具之內，纖維網坯之間以及纖維網坯與夾具之間均用隔離層分開，將帶有夾具的纖維網坯放在真空熱壓爐內進行燒結，在整個燒結過程中加壓，壓強為0.2MPa?0.8MPa，燒結溫度控制在1050?1250°C，保溫時間控制在2?6小時，升溫速率控制在5?10°C /min，真空度控制在5X KT3Pa?1.0Xl(T2Pa，燒結完成后，使用高純氮氣在溫度為700?900°C時進行快速冷卻后將纖維網坯料從夾具中取出，得到燒結后的坯料。
7.根據權利要求6所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的夾具的結構為:包括工作臺面(2)和壓頭(4)，所述的兩個水平設置的工作臺面(I)之間設置有壓頭(4)，所述的壓頭(4)與工作臺面之間固定連接，所述的兩個工作臺面之間通過設置在四個角上的鎖緊螺栓(3)進行連接，所述的鎖緊螺栓(3)與鎖緊螺母(I)相配合。
8.根據權利要求7所述的鎳基合金纖維氈的制備方法，其特征在于，所述的步驟6具體為，將步驟5得到的坯料進行滾壓平整，使其最終厚度為0.5?0.7mm，然后進行裁邊，即得到鎳基合金纖維氈。
【文檔編號】B01D39/20GK104209518SQ201410412517
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】郭亮, 陽清, 許佩敏, 白文峰, 張國朋, 張小慶, 左彩霞 申請人:西安菲爾特金屬過濾材料有限公司