[发明专利]一种整体式无缝金属纤维多孔管的制备方法及缠结装置

说明书

技术领域

本发明属于材料加工制造技术领域，具体涉及一种整体式无缝金属纤维多孔管的制备方法及缠结装置。

背景技术

金属纤维多孔材料已成功应用于过滤、分离、消音、减震和传热等领域。具有全直通孔隙结构，结构可控性高，其孔隙度最高可达95％，最低可达60％，其制品厚度最薄可以做到1mm。金属纤维多孔材料制备的吸声衬垫吸声系数高达90％以上，制成的隔声材料平均隔声量达30dB，金属纤维多孔材料在过滤分离领域，其过滤精度为2.5μm～70.0μm。常规的金属纤维多孔材料制品均是由金属纤维多孔板加工而成，其中较为常用的管状结构元件也是由金属纤维多孔板通过滚压后卷焊而成的，其通过焊接而成的制品中存在一条与其它部位结构不同的焊缝，该焊缝在制品使用过程中，无论是何种环境条件下都会严重影响其工作效率。另外，这种工艺要求纤维多孔板厚度较小，限制了材料在吸声、传热和过滤中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备工艺步骤简单、实现方便、可操作性强的金属纤维多孔管的制备方法，同时提供一种实施该制备方法的缠结装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种整体式无缝金属纤维多孔管的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将未烧结的金属纤维毛坯毡进行机械加工，并对其表面进行平整化处理；

步骤二、将三瓣对开式管模具在温度为1100℃～1250℃的条件下氧化处理1h～3h；

步骤三、将步骤一中经平整化处理后的金属纤维毛坯毡缠结在步骤二中经氧化处理后的三瓣对开式管模具的内模支撑体上，然后装入三瓣对开式外模中封闭；

步骤四、将步骤三中封闭后的带有金属纤维毛坯毡的三瓣对开式管模具进行紧固处理，然后置于高温烧结炉中进行高温烧结，冷却后脱模得到整体式无缝金属纤维多孔管。

上述步骤一中所述金属纤维毛坯毡为铝纤维毛坯毡、不锈钢纤维毛坯毡、铜纤维毛坯毡、钛纤维毛坯毡或FeCrAl纤维毛坯毡；步骤一中所述金属纤维毛坯毡的丝径为6μm～200μm。

上述步骤四中所述高温烧结的温度为900℃～1350℃，所述高温烧结的时间为1h～3h。

上述步骤四中所述整体式无缝金属纤维多孔管管体的厚度为2mm～30mm，孔隙度为70％～93％。

为完成本发明制备方法，发明人同时发明了一种实施本发明制备方法的缠结装置，该缠结装置为三瓣对开式管模具，包括内模支撑体和三瓣对开式外模。

所述内模支撑体为管壁厚度2mm～4mm的Al₂O₃管；所述三瓣对开式外模为管壁厚度2mm～4mm的三瓣对开式FeCrAl管，管中的三个开合端上均设置有相互配合使用的定位台阶。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明可实现金属纤维多孔管的整体成型，节省传统工艺中的卷管和焊接工序，解决了再次成型时结合处对材料整体性能的影响问题，增加了材料的厚度、孔隙度的可控范围。制备的整体式无缝金属纤维多孔管不仅具有与金属纤维多孔板相同的功能特性，而且在制作过程中节省了焊接工序，使整体结构均匀结合，表面无焊缝出现。

2、本发明制备工艺步骤简单，实现方便，厚度、孔隙度范围大，应用范围广，可操作性强，使金属纤维多孔材料的使用领域大大拓宽，不仅局限在平面处理上，在管壁等管状处可直接使用，操作简单，工艺易实现。

3、三瓣对开式管模具经过氧化处理后无需使用隔离层，该模具还可以用来制备其他材质的金属纤维多孔管。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明三瓣对开式管模具的结构示意图。

图2为本发明三瓣对开式管模具缠结有金属纤维毛坯毡的剖面图。

附图标记说明：

1-内模支撑体；        2-三瓣对开式外模；    3-定位台阶；

4-金属纤维毛坯毡。

具体实施方式

本发明所述缠结装置如图1和图2所示，包括内模支撑体1和三瓣对开式外模2，所述内模支撑体1为管壁厚度2mm～4mm的Al₂O₃管，所述三瓣对开式外模2为管壁厚度2mm～4mm的三瓣对开式FeCrAl管，三瓣对开式FeCrAl管中的三个开合端上均设置有相互配合使用的定位台阶3。

实施例1

整体式无缝FeCrAl纤维多孔消音管的制备：