[发明专利]一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法

说明书

本发明公开了一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法，包括如下步骤：（1）压制处理、（2）预热保温处理、（3）高温烧结处理。本发明优化改善了金属纤维多孔材料的烧结方法，其工艺简单，各步骤搭配合理，加工处理成本较低，最终烧结成的金属纤维多孔材料具有很好的力学性能和耐腐蚀能力，且消音特性强，进一步拓展了其使用范围，极具市场竞争力和生产效益。

技术领域

本发明属于金属纤维及制品加工处理技术领域，具体涉及一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法。

背景技术

金属纤维是金属材料领域的一个重要分支，是材料科学和纤维科学交叉发展的结果。由金属纤维烧结后的金属纤维多孔材料是当前材料科学中迅速发展，并兼具功能和结构双重属性的性能优异的新型工程材料，其轻质、高强的特点使之具有良好的应用前景，目前已广泛应用于航空航天、冶金机械、石油化工、电子通讯、化工化学、建筑交通、能源环保、国防军工、生物制药、核技术和海陆空武器装备等诸多领域。

烧结是影响金属纤维多孔材料微结构的关键因素之一。与金属粉末多孔材料相比，金属纤维多孔材料中的金属纤维大多处于松装状态，金属纤维之间的搭桥现象严重，会造成纤维间真实接触的机会大幅度减小，使得金属纤维的烧结十分困难。采用传统的固相烧结法很难形成足够的结点，不能保证适宜的力学和物理化学性能。另外，与金属粉末多孔材料相比，由于金属纤维独特的外部几何特性和内部富含大量的变形储能，烧结结点的形成过程更为复杂，而且采用传统方法烧结后，金属纤维晶粒异常长大呈竹节状分布，致使金属纤维多孔材料的力学性能和耐腐蚀性能急剧下降。为了改善此问题，人们做出了大量的实验来改进。申请号为：201510547883.2公开了一种防止金属纤维多孔材料晶粒异常长大的烧结方法，通过真空熔封、趁高温送入使迅速升温、趁高温取出使自然冷 却等工艺的设计，防止了纤维骨架晶粒异常长大的现象发生。但此方式工艺较为繁琐，真空熔封后再进行加热需要消耗更大的热能，成本较高，且制得的材料最终的特性仍达不到人们日益提升的性能要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法，包括如下步骤：

（1）压制处理：

将金属纤维多孔材料放入到液压机内进行压制处理，直至金属纤维多孔材料的孔隙率达到所需的要求为止，然后将压制后的金属纤维多孔材料取出备用；

（2）预热保温处理：

将步骤（1）压制处理后的金属纤维多孔材料放入到恒温箱内进行预热处理，期间同时进行超声波处理，20~25min后取出备用；

（3）高温烧结处理：

将步骤（2）处理后的金属纤维多孔材料立即放入到真空炉中进行烧结处理，先以230~240℃/min的速率将真空炉内的温度升至1050~1080℃，然后在此温度下保温处理4~6min，最后以140~160℃/min的速率将真空炉内的温度降至常温后将金属纤维多孔材料取出即可；在烧结处理期间还持续进行了He离子辐照处理。

进一步的，其特征在于，步骤（1）中所述的压制处理后金属纤维多孔材料的孔隙率为75~90%。

进一步的，步骤（1）中所述的金属纤维多孔材料的材质为不锈钢或FeCrAl合金。

进一步的，步骤（1）中所述的金属纤维多孔材料的金属纤维的直径为5~50μm。

进一步的，步骤（2）中所述的预热处理时保持恒温箱内的温度为200~250℃。

进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理时控制超声波的频率为400~500kHz。