0.038%,余量為鐵。
[0047]本發(fā)明一種鐵鉻鋁基多孔合金材料的制備方法,包括下述步驟:
[0048]第一步:制備含稀土的鐵-碳化硅燒結(jié)塊
[0049]根據(jù)設(shè)計(jì)的鐵鉻鋁基多孔合金材料中碳化硅、稀土的質(zhì)量配比,按5倍比例放大后的碳化娃、稀土的質(zhì)量比,分別稱取碳化娃粉25kg、鑭鐘混合稀土 0.19kg,與38kg鐵粉混合得到混合粉末,將混合粉末真空球磨10小時(shí)混合均勻后,壓制成型,于1250°C真空燒結(jié)2小時(shí),隨爐冷卻得到含稀土的鐵-碳化硅燒結(jié)塊;
[0050]第一■步:制備含碳化娃、稀土的鐵絡(luò)銷基合金徒
[0051]根據(jù)第一步得到的含稀土的鐵-碳化硅燒結(jié)塊中稀土、碳化硅、鐵的質(zhì)量,按設(shè)計(jì)的鐵鉻鋁基多孔合金材料各組分配比,配置鋁錠、鉻粉及余量的鐵粉,氬氣保護(hù)氣氛下于2100°C熔煉2小時(shí)后,隨爐冷卻得到含碳化硅、稀土的鐵鉻鋁基合金錠;
[0052]第三步:制備粒度在l-2um的鐵鉻鋁基合金粉
[0053]將第二步得到的鐵鉻鋁基合金錠破碎后真空球磨至粒度為l-2um的鐵鉻鋁基合金粉;
[0054]第四步:制備鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒
[0055]取步驟三得到的鐵鉻鋁基合金粉,添加占所取鐵鉻鋁基合金粉質(zhì)量25%的成形劑并攪拌均勻,然后,造粒,粒徑為2.5-3.5mm,于100°C干燥,得到鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒;
[0056]第五步:配制含鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒料漿
[0057]取成形劑、步驟三得到的鐵鉻鋁基合金粉、步驟四得到鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆?;旌暇鶆?,得到含鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒料漿;所述成形劑、步驟三得到的鐵鉻鋁基合金粉、步驟四得到鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒按質(zhì)量比35:15:50配??;
[0058]第六步:澆鑄成型
[0059]將步驟五所得料漿澆鑄到模具中并振實(shí),然后在100°C下烘干,得到鐵鉻鋁基多孔合金材料前驅(qū)體;
[0060]第七步:燒結(jié)
[0061]將步驟六得到的鐵鉻鋁基多孔合金材料前驅(qū)體于惰性氣氛下,以1_3°C /min升溫速率升至800°C保溫I小時(shí)后,以5-10°C /min升溫速率升至1250°C,燒結(jié)lh,隨爐冷卻,得到鐵鉻鋁基多孔合金材料。
[0062]本實(shí)施例中,制備方法步驟四、步驟五所述成形劑由分散劑與粘結(jié)劑組成,且粘結(jié)劑占成形劑的質(zhì)量百分含量為10% ;所述粘結(jié)劑為聚乙酸乙酯;所述分散劑為去離子水。
[0063]本實(shí)施例制得鐵鉻鋁基多孔合金材料,孔隙率達(dá)到40.1 %,其宏觀形貌和表面微觀形貌如圖1和圖2所示,顯然,鐵鉻鋁基顆粒之間實(shí)現(xiàn)了緊密的冶金結(jié)合。
[0064]采用恒溫氧化實(shí)驗(yàn)對(duì)鐵鉻鋁基多孔金屬材料的高溫抗氧化性能進(jìn)行測(cè)試,并與不銹鋼多孔材料進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)氧化溫度為800°C,氣氛為空氣,在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)采集質(zhì)量數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)1min時(shí)的氧化增重率為0.132mg/g,60min時(shí)的氧化增重率為0.418mg/g,120min時(shí)的氧化增重率為0.732mg/g,大大低于不銹鋼多孔材料的氧化增重率,說(shuō)明該實(shí)施例所制得的鐵鉻鋁基多孔金屬材料具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能,可以用來(lái)過(guò)濾火電廠或冶金爐窯排放出來(lái)的含顆粒粉塵煙氣等。
[0065]將該實(shí)施例所制得的鐵鉻鋁基多孔金屬材料放入800°C立式管狀電阻氣氛爐,保溫lOmin,取出后立即置入冷水中急速冷卻,待冷卻到室溫后,重新放入電阻爐中加熱保溫,往復(fù)循環(huán),以檢測(cè)多孔金屬材料適應(yīng)急冷急熱環(huán)境的能力。經(jīng)過(guò)100次往復(fù)循環(huán)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)多孔金屬材料能很好的承受急冷急熱環(huán)境,而不發(fā)生開裂,松散等現(xiàn)象,孔洞保存完好,顆粒與顆粒之間也依舊連接緊密,未由于環(huán)境溫度的急速改變而發(fā)生變化,仍能保持金屬韌性,機(jī)械性能依舊良好。圖3(a)與圖3(b)為鐵鉻鋁基多孔合金材料顆粒連接處冷熱循環(huán)前后的微觀形貌圖,顯然,冷熱循環(huán)沒(méi)有破壞顆粒之間的結(jié)合狀態(tài);并且發(fā)現(xiàn),循環(huán)實(shí)驗(yàn)后,表面物質(zhì)主要為氧化鋁,這也說(shuō)明該材料具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能。
[0066]實(shí)施例2
[0067]本實(shí)施例制備的鐵鉻鋁基多孔合金材料組分質(zhì)量百分比為:
[0068]鋁3.75%、鉻20.25%、碳化硅5 %、稀土釔0.49 %,余量為鐵。
[0069]本發(fā)明一種鐵鉻鋁基多孔合金材料的制備方法,包括下述步驟:
[0070]第一步:制備含稀土的鐵-碳化硅燒結(jié)塊
[0071]根據(jù)設(shè)計(jì)的鐵鉻鋁基多孔合金材料中碳化硅、稀土的質(zhì)量配比,按5倍比例放大后的碳化硅、稀土的質(zhì)量比,分別稱取碳化硅粉25kg、鑭鈰混合稀土 2.45kg,與42kg鐵粉混合得到混合粉末,將混合粉末真空球磨10小時(shí)混合均勻后,壓制成型,于1300°C真空燒結(jié)I小時(shí),隨爐冷卻得到含稀土的鐵-碳化硅燒結(jié)塊;
[0072]第一_步:制備含碳化娃、稀土的鐵絡(luò)銷基合金徒
[0073]根據(jù)第一步得到的含稀土的鐵-碳化硅燒結(jié)塊中稀土、碳化硅、鐵的質(zhì)量,按設(shè)計(jì)的鐵鉻鋁基多孔合金材料各組分配比,配置鋁錠、鉻粉及余量的鐵粉,氬氣保護(hù)氣氛下于2200°C熔煉1.5小時(shí)后,隨爐冷卻得到含碳化硅、稀土的鐵鉻鋁基合金錠;
[0074]第三步:制備粒度在2_4um的鐵鉻鋁基合金粉
[0075]將第二步得到的鐵鉻鋁基合金錠破碎后真空球磨至粒度為2_4um的鐵鉻鋁基合金粉;
[0076]第四步:制備鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒
[0077]取步驟三得到的鐵鉻鋁基合金粉,添加占所取鐵鉻鋁基合金粉質(zhì)量30%的成形劑并攪拌均勻,然后,造粒,粒徑為1.5-2.5mm,于100°C干燥,得到鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒;
[0078]第五步:配制含鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒料漿
[0079]取成形劑、步驟三得到的鐵鉻鋁基合金粉、步驟四得到鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆?;旌暇鶆?,得到含鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒料漿;所述成形劑、步驟三得到的鐵鉻鋁基合金粉、步驟四得到鐵鉻鋁基合金前驅(qū)體顆粒按質(zhì)量比35:15:50配?。?br>[0080]第六步:澆鑄成型
[0081]將步驟五所得料漿澆鑄到模具中并超聲波振實(shí),然后在100°C下烘干,得到鐵鉻鋁基多孔合金材料肖U驅(qū)體;
[0082]第七步:燒結(jié)
[0083]將步驟六得到的鐵鉻鋁基多孔合金材料前驅(qū)體于惰性氣氛下,以1_3°C /min升溫速率升至800°C保溫I小時(shí)后,以5-10°C /min升溫速率升至1250°C,燒結(jié)lh,隨爐冷卻,得到鐵鉻鋁基多孔合金材料。
[0084]本實(shí)施例中,制備方法步驟四、步驟五所述成形劑由分散劑與粘結(jié)劑組成,且粘結(jié)劑占成形劑的質(zhì)量百分含量為10% ;所述粘結(jié)劑為聚乙烯乙醇;所述分散劑為乙醇。
[0085]本實(shí)施例制得鐵鉻鋁基多孔合金材料,孔隙率達(dá)到43.6%。
[0086]采用腐蝕失重法觀察試樣的耐腐蝕性,并與不銹鋼多孔材料進(jìn)行對(duì)比,將燒結(jié)樣品放入裝有3.5% NaCl溶液的燒杯中,在此環(huán)境下將樣品浸泡72小時(shí),中間分次計(jì)算腐蝕失重,發(fā)現(xiàn)24h時(shí)的腐蝕失重率為4.52mg/g,48h時(shí)的腐蝕失重率為5.07mg/g,72h時(shí)的腐蝕失重率為5.58mg/g,比不銹鋼多孔材料的腐蝕失重率低了一個(gè)數(shù)量級(jí),說(shuō)明該實(shí)施例所制得的鐵鉻鋁基多孔金屬材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性能,可以用來(lái)過(guò)濾各種高溫冶金流體等。
[0087]將該實(shí)施例所制得的鐵鉻鋁基多孔金屬材料放入800°C立式管狀電阻氣氛爐,保溫lOmin,取出后立即置入冷水中急速冷卻,待冷卻到室溫后,重新放入電阻爐中加熱保溫,往復(fù)循環(huán),以檢測(cè)多孔金屬材料適應(yīng)急冷急熱環(huán)境的能力。經(jīng)過(guò)100次往復(fù)循環(huán)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)多孔金屬材料能很好的承受急冷急熱環(huán)境,而不發(fā)生開裂,松散等現(xiàn)象,孔洞保存完好,顆粒與顆粒之間也依舊連接緊密,未由于環(huán)境溫度的急速改變而發(fā)生變化,仍能保持金屬韌性,機(jī)械性能依舊良好。
[0088]實(shí)施例3
[0089]本實(shí)施例制備的鐵鉻鋁基多孔合