一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量銅合金材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銅合金材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量銅合金材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅合金(copperalloy)以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色，又稱(chēng)紫銅，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和耐蝕性。主要用于制作發(fā)電機(jī)、母線、電纜、開(kāi)關(guān)裝置、變壓器等電工器材和熱交換器、管道、太陽(yáng)能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅、青銅、白銅3大類(lèi)。
[0003]本發(fā)明屬于銅合金材料領(lǐng)域，涉及一種廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、發(fā)電、冶金和食品等工業(yè)領(lǐng)域的過(guò)濾器用銅合金材料的生產(chǎn)方法，該銅合金材料尤其適應(yīng)于對(duì)化工行業(yè)氣體過(guò)濾、冶金行業(yè)煙氣凈化處理、石油化工催化劑的過(guò)濾和回收等。
[0004]采用球形金屬粉末制取多孔材料時(shí)，粉末顆粒間所構(gòu)成的孔徑大小、滲透性能與粉末顆粒直徑間關(guān)系尤為重要。為了使待凈化氣體能夠達(dá)到高精度過(guò)濾的目的，可以選用細(xì)粒級(jí)粉末，但要提高過(guò)濾效率，達(dá)到較大的流量，則應(yīng)選用粗粒級(jí)粉末。因此，要達(dá)到較佳的綜合性能，僅采取常規(guī)工藝是十分困難的。目前通常采用金屬過(guò)濾器和陶瓷過(guò)濾器，然而陶瓷管形式的過(guò)濾器由于自身的脆性和抗熱震能力低，導(dǎo)致只能應(yīng)用在低溫條件下實(shí)用，本身也容易損壞，且生產(chǎn)困難，價(jià)格高昂。金屬粉末管過(guò)濾器盡管在使用溫度上大大提高，但也同樣存在承受壓力低的缺點(diǎn)。在石化、鋼鐵行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域由于過(guò)濾器都工作在高壓和高溫環(huán)境中，經(jīng)常出現(xiàn)部分過(guò)濾器破裂情況，從而導(dǎo)致整套過(guò)濾系統(tǒng)的失效，給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失，因此，如何在保證過(guò)濾通量的前提下提高抗壓強(qiáng)度是有待進(jìn)一步解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量銅合金材料的制備方法，使用該方法能夠獲得高強(qiáng)度高過(guò)濾通量的銅合金材料。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:過(guò)濾器用銅合金材料成品包含以下元素組成:C: 0.50-1.50 %，S1: 0.25-0.45% ,Ni:5.50-9.50% ,Zr:2.00-2.50% ,Hf:0.10-0.20% ,Μη: 2.50-3.00% , Sn: 1.50-1.70% , In: 0.80-1.20% ,Fe: 1.80-2.50% ,Mo:0.15-0.25% ,Zn:5.50-6.50%，余量為Cu，上述百分比為質(zhì)量百分比。過(guò)濾器用銅合金材料的制備方法包括以下步驟:粉體混料、制備片層坯、真空燒結(jié)和高溫?zé)Y(jié)步驟。
[0006]粉體混料步驟為:先將銅合金粉末原料進(jìn)行球磨至粒度為100目以下，然后在混料設(shè)備中混合1?1.5小時(shí)取出，將混合后的粉末再次進(jìn)行球磨，并篩選出粒度為55-75μπι的銅合金粉體。
[0007]制備片層還步驟為:取一定量的所述粒度為55-75μηι的銅合金粉體，通過(guò)流延機(jī)得到厚度為1?2mm片層坯I;取相應(yīng)適應(yīng)量的粒徑為200?250目的純銅金屬粉末，在所述片層坯I的基礎(chǔ)上通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2?3mm片層坯II;再取適應(yīng)量的所述粒度為55-75μπι的銅合金粉體，在所述片層坯II的基礎(chǔ)上通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2.5?3_片層坯III。
[0008]真空燒結(jié)步驟為:將所述片層坯III置于500?600°C的真空爐進(jìn)行真空燒結(jié)，保溫時(shí)間為1?1.5h，真空度為1.0 X 10—3?10—4Pa。
[0009]高溫?zé)Y(jié)步驟為:將所述真空燒結(jié)后的半成品冷卻到室溫后，放入高溫箱式電阻爐中，以20?30°C/min的加熱速度升溫至1000?1100°C，保溫0.5?lh，隨爐冷卻即可獲得所述過(guò)濾器用銅合金材料成品。
[0010]高強(qiáng)度高過(guò)濾通量銅合金材料成品的抗壓強(qiáng)度為750?850MPa，最大孔徑為30?50μπιο
[0011 ] 優(yōu)選地，銅合金材料成品包含以下元素組成:C: 0.50 %，S1: 0.25 %，N1: 7.50 %，Zr:2.00% ,Hf:0.10% ,Mn:2.50% ,Sn:l.60% ,Ιη: 1.00% ,Fe:2.50% ,Mo:0.15% ,Ζη:5.50%，余量為Cu。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過(guò)銅合金粉末原料的元素成分選擇，結(jié)合三層片層坯的兩次燒結(jié)工藝，明顯改善了銅合金材料的抗壓強(qiáng)度，并保證了過(guò)濾器應(yīng)用所需要的過(guò)濾孔徑和過(guò)濾通量，解決了銅合金過(guò)濾器在復(fù)雜苛刻工況下的技術(shù)問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1:
[0015]高強(qiáng)度高過(guò)濾通量銅合金材料成品包含以下元素組成:C:0.50%，S1:0.25%，N1:7.50% ,Zr:2.00% ,Hf:0.10% ,Mn:2.50% ,Sn: 1.60% ,Ιη: 1.00% ,Fe:2.50% ,Mo:0.15%,Zn:5.50%，余量為Cu，上述百分比為質(zhì)量百分比。過(guò)濾器用銅合金材料的制備方法包括以下步驟:粉體混料、制備片層坯、真空燒結(jié)和高溫?zé)Y(jié)步驟。粉體混料步驟為:先將銅合金粉末原料進(jìn)行球磨至粒度為100目以下，然后在混料設(shè)備中混合1小時(shí)取出，將混合后的粉末再次進(jìn)行球磨，并篩選出粒度為55μπι的銅合金粉體。制備片層坯步驟為:取一定量的所述粒度為55μπι的銅合金粉體，通過(guò)流延機(jī)得到厚度為1mm片層坯I;取相應(yīng)適應(yīng)量的粒徑為200目的純銅金屬粉末，在所述片層坯I的基礎(chǔ)上通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2_片層坯II;再取適應(yīng)量的所述粒度為55μπι的銅合金粉體，在所述片層坯II的基礎(chǔ)上通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2.5mm片層坯III。真空燒結(jié)步驟為:將所述片層坯III置于500°C的真空爐進(jìn)行真空燒結(jié)，保溫時(shí)間為1.5h，真空度為1.0X10—3pa。高溫?zé)Y(jié)步驟為:將所述真空燒結(jié)后的半成品冷卻到室溫后，放入高溫箱式電阻爐中，以30°C/min的加熱速度升溫至1100°C，保溫0.5h，隨爐冷卻即可獲得所述過(guò)濾器用銅合金材料成品。銅合金材料成品的抗壓強(qiáng)度為850MPa，最大孔徑為40μηι。
[0016]實(shí)施例2:
[0017]過(guò)濾器用銅合金材料成品包含以下元素組成:C: 1.50 %，S1: 0.45 %，N1: 9.50 %，Zr:2.50% ,Hf:0.10% ,Mn.2.80% ,Sn.1.50% ,In:0.80% ,Fe:l.80% ,Mo:0.15% ,Ζη:6.50%，余量為Cu，上述百分比為質(zhì)量百分比。過(guò)濾器用銅合金材料的制備方法包括以下步驟:粉體混料、制備片層坯、真空燒結(jié)和高溫?zé)Y(jié)步驟。粉體混料步驟為:先將銅合金粉末原料進(jìn)行球磨至粒度為100目以下，然后在混料設(shè)備中混合1