一種高效制備金屬纖維濾氈的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1，鋪制纖維網(wǎng)并疊配出濾氈坯料；步驟2，將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度降低至在3～10mm之間；步驟3，將步驟2中處理過的坯料，按一定方式纏繞在支撐架的卷筒(1)上；步驟4，將步驟3中卷繞處理好的坯料連同支撐架一同放進(jìn)真空燒結(jié)爐的爐盤上，排列整齊，并在每卷坯料之間留有約通風(fēng)道；步驟5，燒結(jié)；步驟6，將步驟5得到的濾氈半成品利用壓延機(jī)進(jìn)行平整處理即得到金屬纖維濾氈。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的生產(chǎn)效率低及燒結(jié)的濾氈柔韌性差的問題。
【專利說明】一種高效制備金屬纖維濾氈的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料加工制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高效制備金屬纖維濾氈的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬纖維濾氈是由金屬纖維經(jīng)過無紡鋪制、配氈和高溫?zé)Y(jié)等工藝而制備的一種 高效過濾材料。該材料具有滲透性能好、納污量高、強(qiáng)度高、過濾精度易控、可折疊、可再生、 壽命長等特殊性能，被廣泛應(yīng)用于過濾、分離、消音、布?xì)狻⒋呋?、熱交換等工藝中。近幾年， 隨著金屬纖維濾氈在高溫?zé)煔獬龎m及汽車尾氣凈化兩個新領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，國內(nèi)外市場對 金屬纖維濾氈的需求在逐年快速增加。為提高產(chǎn)能，大多數(shù)廠家選擇購買真空燒結(jié)爐的方 法，但是這種方法將給這些廠家?guī)砭薮蟮馁Y金壓力。
[0003] 金屬纖維濾氈傳統(tǒng)燒結(jié)方法是加壓燒結(jié)，所謂加壓燒結(jié)就是將一張一張的濾氈坯 料疊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中，上面進(jìn)行加壓配重，經(jīng)過數(shù)小時高溫?zé)Y(jié)后，得到金屬纖維濾氈。 這種方法，按照國內(nèi)制造的大規(guī)格真空燒結(jié)爐計算，每爐次燒結(jié)量最多為80?100m 2,每爐 次所用時間約為20h，效率較低，已嚴(yán)重阻礙金屬纖維濾氈行業(yè)的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在 的生產(chǎn)效率低及燒結(jié)的濾氈柔韌性差的問題。
[0005] 發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，具體按照以下步 驟實(shí)施：
[0006] 步驟1，鋪制纖維網(wǎng)并疊配出濾氈坯料；
[0007] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度降低 至在3?IOmm之間；
[0008] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，按一定方式纏繞在支撐架的卷筒上；
[0009] 步驟4,將步驟3中卷繞處理好的坯料連同支撐架一同放進(jìn)真空燒結(jié)爐的爐盤上， 排列整齊，并在每卷坯料之間留有約通風(fēng)道；
[0010] 步驟5,燒結(jié)；
[0011] 步驟6,將步驟5得到的濾氈半成品利用壓延機(jī)進(jìn)行平整處理即得到金屬纖維濾 氈。
[0012] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0013] 其中，步驟1具體按照以下步驟實(shí)施：采用氣流法或其他方法鋪制出寬度為500? 800mm的纖維網(wǎng)，再按照不同規(guī)格濾氈配方，疊配出寬度為500?800mm的濾氈坯料。
[0014] 其中，步驟3具體按照以下步驟實(shí)施：將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐架的 卷筒上，纏繞過程中，防止坯料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，隔離層為經(jīng) 過特殊工藝處理的鐵鉻鋁金屬網(wǎng)；完成纏繞的坯料直徑不大于隔板的直徑；然后在最外層 包裹兩層保護(hù)層，即完成坯料的卷繞處理；保護(hù)層是材質(zhì)與所燒結(jié)的濾氈相同但是精度較 要生產(chǎn)的濾氈要高，且表面噴涂有耐高溫涂料。
[0015] 其中，支撐架包括底座和垂直固定在底座上的卷筒，卷筒為圓柱形，其側(cè)壁上設(shè)置 有通氣孔，卷筒的下部設(shè)置有隔板，隔板與底座平行；隔板上也設(shè)置有通氣孔。
[0016] 其中，步驟5具體按照以下步驟實(shí)施：將步驟4中放置有坯料的爐盤放進(jìn)真空燒結(jié) 爐中，開始對坯料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100?1200°c，保溫時間為3?5h ;在燒結(jié)完成 后，坯料隨爐冷卻，當(dāng)溫度降至900?1000°C時，向爐內(nèi)填充高純惰性氣體，惰性氣體為氬 氣，并進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；當(dāng)爐溫低于60°C時，從爐盤上取下燒結(jié)好的坯料，剝?nèi)ケＷo(hù)層，并將 隔離層與燒結(jié)的濾氈分離后得到濾氈半成品。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是，
[0018] 1.本方法可以把燒結(jié)爐得均溫區(qū)充分利用起來，每爐的燒結(jié)量約為傳統(tǒng)方法的 2?3倍。
[0019] 2.由于物料之間設(shè)置了風(fēng)道，加上支撐架圓筒及隔板上都設(shè)置了散熱孔，熱量可 以很快從散熱區(qū)散發(fā)出來，因此本方法冷卻速度要比傳統(tǒng)方法快3?5小時。
[0020] 3.此方法具有升、降溫快的特點(diǎn)，濾氈在700?900°C敏化溫度區(qū)間停留的時間很 短，晶粒間幾乎無第三相析出，因此此方法制備的濾氈柔韌性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法制備的濾 氈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明方法中采用的支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明方法中采用的支撐架的俯視圖。
[0023] 圖中，1.卷筒，2.坯料，3.保護(hù)層，4.底座，5.隔板。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025] -種高效燒結(jié)金屬纖維濾氈的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：
[0026] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出500?800_寬度的纖網(wǎng)，該纖網(wǎng)材質(zhì)一般 為316L、鐵鉻鋁、哈氏合金等，再根據(jù)不同規(guī)格的濾氈配方，疊配出寬為500?800mm的濾氈 坯料。
[0027] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度為 3?IOmm之間。
[0028] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐架的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經(jīng)過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網(wǎng)。坯料纏繞結(jié)束后，在最外層包裹兩層保護(hù)層。保護(hù)層也是一種濾氈，其材質(zhì)與所燒 結(jié)的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結(jié)的濾氈，另外保護(hù)層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護(hù)層既能起到保護(hù)作用，還不會與所燒結(jié)的濾氈發(fā)生冶金結(jié)合。
[0029] 支撐架的結(jié)構(gòu)為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側(cè) 壁上設(shè)置有通氣孔，卷筒1的下部設(shè)置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設(shè)置有通 氣孔。
[0030] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐架放進(jìn)真空燒結(jié)爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風(fēng)道，通風(fēng)道寬度為50?80mm。
[0031] 步驟5,燒結(jié)，將按步驟4中放置的坯料放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 1100?1200°C，保溫時間為3?5h。燒結(jié)完成后，物料隨爐冷卻，當(dāng)溫度降至900?1000°C 時，向爐內(nèi)填充高純（純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制 冷卻，當(dāng)爐溫低于60°C時，從爐盤上取下物料，剝?nèi)ケＷo(hù)層和隔離層就得到濾氈。
[0032] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經(jīng)過壓延機(jī)進(jìn)行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0033] 步驟1中纖網(wǎng)的最大寬度要受到支撐架高度的限制，而支撐架的高度又依據(jù)燒結(jié) 爐爐膛均溫區(qū)的高度而定。纖網(wǎng)的長度沒有特別限制，只要整個纏繞工作結(jié)束后，坯料及保 護(hù)層沒有超出支撐架隔板的邊沿就行。
[0034] 步驟2中滾壓處理目的是使燒結(jié)時纖維間有更多的搭接點(diǎn)，進(jìn)而能提高濾氈的強(qiáng) 度。
[0035] 步驟3中支撐架是用310S材質(zhì)制作的一個裝載坯料的架子，其中間是圓筒，下邊 是底座，底座上面約IOOmm處是隔板。卷筒直徑為Φ150_，是由2_厚的沖孔板卷圓后，焊 接而成，上面均勻分布有Φ5mm的通氣孔，通氣孔之間的孔距約為5mm，隔板是一個套在卷 筒上的圓環(huán)沖孔板，圓環(huán)的外徑為Φ250?300mm，二者通過焊接連接，其上面通氣孔的孔 徑和孔距與卷筒上的一致。
[0036] 隔板5把支撐架分隔為兩個區(qū)域，上部是裝料區(qū)，下部為散熱區(qū)。底座是一個5? IOmm厚的圓形鋼板，直徑為Φ 250?300mm，與卷筒通過焊接連接。另外，隔板及底座與圓 筒的焊縫都位于散熱區(qū)。
[0037] 步驟4中留有通風(fēng)道是為了在燒結(jié)后采用高溫氣淬為物料冷卻降溫時風(fēng)能從物 料的四周通過，從而加快冷卻速度。
[0038] 步驟5中保護(hù)層是為了減小爐膛氛圍對濾氈的影響，增加保護(hù)層后，濾氈的色澤 明顯比不加保護(hù)層時的濾氈要好。
[0039] 在步驟6中說述的平整處理是在步進(jìn)式油壓機(jī)上完成的，其目的是降低厚度來提 高精度，平整后厚度偏差能控制在±0. 〇2mm內(nèi)，完全可以滿足客戶要求。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 一種高效燒結(jié)金屬纖維濾氈的方法，具體實(shí)施步驟如下：
[0042] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出500mm寬度的纖網(wǎng)，再根據(jù)不同規(guī)格的濾氈 配方，疊配出寬為500mm的濾氈坯料。
[0043] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度為 3mm 〇
[0044] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐體的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經(jīng)過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網(wǎng)。坯料纏繞結(jié)束后，在最外層包裹兩層保護(hù)層。保護(hù)層也是一種濾氈，其材質(zhì)與所燒 結(jié)的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結(jié)的濾氈，另外保護(hù)層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護(hù)層既能起到保護(hù)作用，還不會與所燒結(jié)的濾氈發(fā)生冶金結(jié)合。
[0045] 支撐體的結(jié)構(gòu)為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側(cè) 壁上設(shè)置有通氣孔，卷筒1的下部設(shè)置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設(shè)置有通 氣孔。
[0046] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐體放進(jìn)真空燒結(jié)爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風(fēng)道，通風(fēng)道寬度為50mm。
[0047] 步驟5,燒結(jié)，將按步驟4中放置的坯料放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 IKKTC，保溫時間為3h。燒結(jié)完成后，物料隨爐冷卻，當(dāng)溫度降至900°C時，向爐內(nèi)填充高純 (純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。當(dāng)爐溫低于 60°C時，從爐盤上取下物料，剝?nèi)ケＷo(hù)層和隔離層就得到濾氈。
[0048] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經(jīng)過壓延機(jī)進(jìn)行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0049] 實(shí)施例2
[0050] -種高效燒結(jié)金屬纖維濾氈的方法，具體實(shí)施步驟如下：
[0051] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出800mm寬度的纖網(wǎng)，再根據(jù)不同規(guī)格的濾氈 配方，疊配出寬為800mm的濾氈坯料。
[0052] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度為 IOmm0
[0053] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐體的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經(jīng)過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網(wǎng)。坯料纏繞結(jié)束后，在最外層包裹兩層保護(hù)層。保護(hù)層也是一種濾氈，其材質(zhì)與所燒 結(jié)的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結(jié)的濾氈，另外保護(hù)層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護(hù)層既能起到保護(hù)作用，還不會與所燒結(jié)的濾氈發(fā)生冶金結(jié)合。
[0054] 支撐體的結(jié)構(gòu)為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側(cè) 壁上設(shè)置有通氣孔，卷筒1的下部設(shè)置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設(shè)置有通 氣孔。
[0055] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐體放進(jìn)真空燒結(jié)爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風(fēng)道，通風(fēng)道寬度為80mm。
[0056] 步驟5,燒結(jié)，將按步驟4中放置的坯料放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 1200°C，保溫時間為5h。燒結(jié)完成后，物料隨爐冷卻，當(dāng)溫度降至KKKTC時，向爐內(nèi)填充高 純（純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。當(dāng)爐溫低 于60°C時，從爐盤上取下物料，剝?nèi)ケＷo(hù)層和隔離層就得到濾氈。
[0057] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經(jīng)過壓延機(jī)進(jìn)行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0058] 實(shí)施例3
[0059] -種高效燒結(jié)金屬纖維濾氈的方法，具體實(shí)施步驟如下：
[0060] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出600_寬度的纖網(wǎng)，再根據(jù)不同規(guī)格的濾氈 配方，疊配出寬為600mm的濾毯述料。
[0061] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度為 6mm 〇
[0062] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐體的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經(jīng)過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網(wǎng)。坯料纏繞結(jié)束后，在最外層包裹兩層保護(hù)層。保護(hù)層也是一種濾氈，其材質(zhì)與所燒 結(jié)的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結(jié)的濾氈，另外保護(hù)層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護(hù)層既能起到保護(hù)作用，還不會與所燒結(jié)的濾氈發(fā)生冶金結(jié)合。
[0063] 支撐體的結(jié)構(gòu)為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側(cè) 壁上設(shè)置有通氣孔，卷筒1的下部設(shè)置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設(shè)置有通 氣孔。
[0064] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐體放進(jìn)真空燒結(jié)爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風(fēng)道，通風(fēng)道寬度為60mm。
[0065] 步驟5,燒結(jié)，將按步驟4中放置的坯料放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 1150°C，保溫時間為4h。燒結(jié)完成后，物料隨爐冷卻，當(dāng)溫度降至950°C時，向爐內(nèi)填充高純 (純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。當(dāng)爐溫低于 60°C時，從爐盤上取下物料，剝?nèi)ケＷo(hù)層和隔離層就得到濾氈。
[0066] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經(jīng)過壓延機(jī)進(jìn)行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0067] 利用本發(fā)明的方法進(jìn)行NTFiro型號纖維氈的生產(chǎn)制備，與傳統(tǒng)方法制備的纖維 氈相比，兩者的性能對比如表1所示，
[0068] 表1傳統(tǒng)方法和本發(fā)明方法制備的纖維氈的性能對比

【權(quán)利要求】
1. 一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施： 步驟1，鋪制纖維網(wǎng)并疊配出濾氈坯料； 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行滾壓處理，使得該坯料厚度降低至在 3?10mm之間； 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，按一定方式纏繞在支撐架的卷筒（1)上； 步驟4,將步驟3中卷繞處理好的坯料連同支撐架一同放進(jìn)真空燒結(jié)爐的爐盤上，排列 整齊，并在每卷坯料之間留有約通風(fēng)道； 步驟5,燒結(jié)； 步驟6,將步驟5得到的濾氈半成品利用壓延機(jī)進(jìn)行平整處理即得到金屬纖維濾氈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的步驟1具 體按照以下步驟實(shí)施： 采用氣流法或其他方法鋪制出寬度為500?800_的纖維網(wǎng)，再按照不同規(guī)格濾氈配 方，疊配出寬度為500?800mm的濾氈坯料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的步驟3具 體按照以下步驟實(shí)施： 將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐架的卷筒（1)上，纏繞過程中，防止坯料折疊，纏 繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，所述的隔離層為經(jīng)過特殊工藝處理的鐵鉻鋁金屬 網(wǎng)；完成纏繞的坯料直徑不大于隔板（5)的直徑； 然后在最外層包裹兩層保護(hù)層（3)，即完成坯料的卷繞處理； 所述的保護(hù)層（3)是材質(zhì)與所燒結(jié)的濾氈相同但是精度較要生產(chǎn)的濾氈要高，且表面 嗔涂有耐1?溫涂料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的支撐架， 其特征在于，包括底座（4)和垂直固定在底座上的卷筒（1)，所述的卷筒（1)為圓柱形，其側(cè) 壁上設(shè)置有通氣孔，所述的卷筒（1)的下部設(shè)置有隔板（5)，所述的隔板（5)與底座平行； 所述的隔板（5)上也設(shè)置有通氣孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的步驟5具 體按照以下步驟實(shí)施： 將步驟4中放置有坯料的爐盤放進(jìn)真空燒結(jié)爐中，開始對坯料進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 1100?1200°C，保溫時間為3?5h ; 在燒結(jié)完成后，坯料隨爐冷卻，當(dāng)溫度降至900?1000°C時，向爐內(nèi)填充高純惰性氣 體，所述的惰性氣體為氬氣，并進(jìn)行強(qiáng)制冷卻； 當(dāng)爐溫低于60°C時，從爐盤上取下燒結(jié)好的坯料，剝?nèi)ケＷo(hù)層（3)，并將隔離層與燒結(jié) 的濾氈分離后得到濾氈半成品。
【文檔編號】B22F3/11GK104226998SQ201410412266
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】許佩敏, 李秀波, 石丹, 郭亮, 呼偉, 白文峰, 左彩霞 申請人:西安菲爾特金屬過濾材料有限公司