利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法

技术领域

本发明涉及金属粉末滤芯技术领域，具体地说，涉及利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法。

背景技术

由于耐高温、耐低温和耐腐蚀等优点，金属过滤材料被广泛应用于石油化工和许多其他化工工艺过程中，其性能直接影响产品质量、生产效率和生产装置的安全，作用十分重要。例如，国内外的石油炼化厂普遍采用金属粉末烧结滤芯过滤油浆中的催化剂颗粒；S-Zorb汽柴油加氢脱硫生产工艺也是采用金属粉末烧结滤芯来分离吸附剂颗粒；

目前的金属滤网在滤芯时，一般通过加入制孔剂形成过滤孔，或通过激光烧结的方式，影响了生产效率，同时使得金属滤网表面厚度不均匀，导致过滤性较差，因此需要一种新型的金属粉末烧结滤芯制备方法来改善现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供利用800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯，包括外置滤芯和内置滤芯组成；

所述外置滤芯的材质选自铁素体不锈钢、马氏体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化不锈钢中的一种或多种混合；

所述内置滤芯的材质为合金材料，所述合金材料选自硬铝、镁锌合金、铁合金、锡、锰和镁铝合金中的多种混合。

作为本技术方案的进一步改进，所述外置滤芯材质为粉末状，其粒度为500-1000um。

作为本技术方案的进一步改进，所述内置滤芯材质为粉末状，其粒度为200-1000um。

另一方面，本发明提供了利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯的制备方法，其特征在于，包括上述中任意一项所述的利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯，其操作步骤如下：

S1、将外置滤芯和内置滤芯分别进行筛分，备用；

S2、将外置滤芯粉末加入至管状模具中压制成型，制成网状，并在脱模后高温烧结，制得外置滤网；

S3、将内置滤芯粉末浇铸成圆柱形棒料，并对棒料进行轧制冷拉成为丝材；

S4、将丝材交叉叠加制成网状，然后进行烧结轧制，制得内置滤网；

S5、将多个内置滤网放置在外直滤网内部，并对滤网之间进行焊接，制得滤芯成品。

优选的，所述S2中，压制压强为900-1200Mpa，压制时间为15-30min。

优选的，所述S2中，脱模后生胚的烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为2-6h。

优选的，所述S3中，圆柱形棒料半径为3-6mm，冷拉后丝材半径为0.1-0.5mm。

优选的，所述S4中，网状丝材烧结后，温度降至300-500℃，通过双辊进行轧制，烧结和轧制次数为3-5次。

优选的，所述S4中，烧结温度为1300-1500℃，单次烧结时间为1-2h。

优选的，所述S5中，外置滤网的滤口大小为800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600目。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法中，采用合金材料制作内置滤芯，可提高滤芯的综合性能。

2、该利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法中，将内置滤芯粉末浇铸成圆柱形棒料，并对棒料进行轧制冷拉成为丝材，交叉叠加制成网状，然后进行烧结轧制，通过利用金属的延展性制作内置滤网，使得内置滤网的厚度均匀，过滤性增强，同时生产效率提高。

附图说明

图1为本发明的整体流程框图；

图2为本发明中实施例1-3的内置滤网结构图；

图3为本发明中流通量柱状对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1 利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法，包括：

一、外置滤网制作

1、将外置滤芯和内置滤芯分别进行筛分，备用，筛得外置滤芯材料的粒度为500-1000um，内置滤芯材料的粒度为200-1000um；其中内置滤芯的材质为硬铝、镁锌合金5.5%、铁合金10.5%和镁铝合金5.5%混合；

2、将外置滤芯粉末加入至管状模具中压制成型，制成网状，压制压强为900-1200Mpa，压制时间为15-30min，并在脱模后高温烧结，制得外置滤网，脱模后生胚的烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为2-6h。

二、内置滤网制作

1、将内置滤芯粉末浇铸成圆柱形棒料，并对棒料进行轧制冷拉成为丝材，圆柱形棒料半径为3-6mm，冷拉后丝材半径为0.1-0.5mm；

2、将丝材交叉叠加制成网状，然后进行烧结轧制，制得内置滤网，网状丝材烧结后，温度降至300-500℃，通过双辊进行轧制，烧结和轧制次数为3-5次，烧结温度为1300-1500℃，单次烧结时间为1-2h。

三、滤芯成品制作

将多个内置滤网放置在外直滤网内部，并对滤网之间进行焊接，制得滤芯成品，外置滤网的滤口大小为800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600目。

实施例2 利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法，包括：

一、外置滤网制作

1、将外置滤芯和内置滤芯分别进行筛分，备用，筛得外置滤芯材料的粒度为500-1000um，内置滤芯材料的粒度为200-1000um；其中内置滤芯的材质为硬铝、锡5.5%、锰5.5%和镁铝合金5.5%混合；

2、将外置滤芯粉末加入至管状模具中压制成型，制成网状，压制压强为900-1200Mpa，压制时间为15-30min，并在脱模后高温烧结，制得外置滤网，脱模后生胚的烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为2-6h。

二、内置滤网制作

1、将内置滤芯粉末浇铸成圆柱形棒料，并对棒料进行轧制冷拉成为丝材，圆柱形棒料半径为3-6mm，冷拉后丝材半径为0.1-0.5mm；

2、将丝材交叉叠加制成网状，然后进行烧结轧制，制得内置滤网，网状丝材烧结后，温度降至300-500℃，通过双辊进行轧制，烧结和轧制次数为3-5次，烧结温度为1300-1500℃，单次烧结时间为1-2h。

三、滤芯成品制作

将多个内置滤网放置在外直滤网内部，并对滤网之间进行焊接，制得滤芯成品，外置滤网的滤口大小为800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600目。

实施例3 利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法，包括：

一、外置滤网制作

1、将外置滤芯和内置滤芯分别进行筛分，备用，筛得外置滤芯材料的粒度为500-1000um，内置滤芯材料的粒度为200-1000um；其中内置滤芯的材质为硬铝、镁锌合金5.5%、锡5.5%和锰5.5%混合；

2、将外置滤芯粉末加入至管状模具中压制成型，制成网状，压制压强为900-1200Mpa，压制时间为15-30min，并在脱模后高温烧结，制得外置滤网，脱模后生胚的烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为2-6h。

二、内置滤网制作

1、将内置滤芯粉末浇铸成圆柱形棒料，并对棒料进行轧制冷拉成为丝材，圆柱形棒料半径为3-6mm，冷拉后丝材半径为0.1-0.5mm；

2、将丝材交叉叠加制成网状，然后进行烧结轧制，制得内置滤网，网状丝材烧结后，温度降至300-500℃，通过双辊进行轧制，烧结和轧制次数为3-5次，烧结温度为1300-1500℃，单次烧结时间为1-2h。

三、滤芯成品制作

将多个内置滤网放置在外直滤网内部，并对滤网之间进行焊接，制得滤芯成品，外置滤网的滤口大小为800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600目。

本发明制备的利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯的相关指标，具体见表1：

表1

根据表1和图2所示，本发明实施例1-3中制备的金属粉末烧结滤芯，过滤精度为0.9um，流通量达到了135t/h，过滤效率均到达了99.99%，同时内置滤网具有较好的抗压强度和断裂强度，因此可以说明，本发明制备的金属粉末烧结滤芯具有较好的过滤性和强度。

对比例1 利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法，包括：

一、外置滤网制作

1、将外置滤芯和内置滤芯分别进行筛分，备用，筛得外置滤芯材料的粒度为500-1000um，内置滤芯材料的粒度为200-1000um；其中内置滤芯的材质为普通金属材料；

2、将外置滤芯粉末加入至管状模具中压制成型，制成网状，压制压强为900-1200Mpa，压制时间为15-30min，并在脱模后高温烧结，制得外置滤网，脱模后生胚的烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为2-6h。

二、内置滤网制作

1、将内置滤芯粉末浇铸成圆柱形棒料，并对棒料进行轧制冷拉成为丝材，圆柱形棒料半径为3-6mm，冷拉后丝材半径为0.1-0.5mm；

2、将丝材交叉叠加制成网状，然后进行烧结轧制，制得内置滤网，网状丝材烧结后，温度降至300-500℃，通过双辊进行轧制，烧结和轧制次数为3-5次，烧结温度为1000-1500℃，单次烧结时间为1-2h。

三、滤芯成品制作

将多个内置滤网放置在外直滤网内部，并对滤网之间进行焊接，制得滤芯成品，外置滤网的滤口大小为800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600目。

对比例2 利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯及制备方法，包括：

一、外置滤网制作

1、将外置滤芯和内置滤芯分别进行筛分，备用，筛得外置滤芯材料的粒度为500-1000um，内置滤芯材料的粒度为200-1000um；其中内置滤芯的材质为硬铝、锡5.5%、锰5.5%和镁铝合金5.5%混合；

2、将外置滤芯粉末加入至管状模具中压制成型，制成网状，压制压强为900-1200Mpa，压制时间为15-30min，并在脱模后高温烧结，制得外置滤网，脱模后生胚的烧结温度为1200-1300℃，烧结时间为2-6h。

二、内置滤网制作

1、将内置滤芯粉末加入制孔剂混合，并压制成型，将轧制后的板状生坯在空气循环烘箱中加热以脱除造孔剂，然后进行激光高温烧结，制得内置滤网。

三、滤芯成品制作

将多个内置滤网放置在外直滤网内部，并对滤网之间进行焊接，制得滤芯成品，外置滤网的滤口大小为800-1000目，内置滤网的滤口大小为400-600目。

本发明制备的利用金属延展性实现网状支撑的金属粉末烧结滤芯，具有较好的强度和过滤性，与其使用的合金材料和内置滤网制作步骤有较大关系，为了验证相关的技术方案，申请人进行了如下试验：

对比例1-2：采用实施例2的方法，在去除了内置滤芯的合金材料和内置滤网的制作步骤，检测制备的金属粉末烧结滤芯相关指标，具体见表2：

表2：

根据表2所示，在改变内置滤芯的合金材料为普通金属材料后，内置滤网强度大大降低，而当改变内置滤网制备步骤为普通内置滤网制备步骤后，滤芯的过滤效率降至90%以下，因此可以看出，本发明中的制备方法是改善金属粉末烧结滤芯过滤性和强度的重要因素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。