一种不锈钢纤维毡的烧结方法技术

本发明专利技术提供了一种不锈钢纤维毡的烧结方法，该方法为：将不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，先在无微波条件下升温至300℃～600℃后保温0.5h～2h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡，然后将所述预烧结毡在微波条件下升温至700℃～900℃后保温10min～30min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。本发明专利技术不仅能实现不锈钢纤维之间牢固的冶金结合，还能够有效地避免纤维内部晶粒的粗化，从而使不锈钢纤维烧结毡的力学性能显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢纤维毡的烧结方法
本专利技术属于金属多孔材料制备
，具体涉及一种不锈钢纤维毡的烧结方法。
技术介绍
烧结金属纤维毡是一种结构功能一体化材料。这种材料有望应用于能量吸收，过滤，燃料电池，热交换器等多种领域。在烧结金属纤维毡的制备中，烧结是关键过程，其保证了纤维烧结结点的冶金结合，直接影响力学性能和腐蚀性能。316L不锈钢纤维毡的常规烧结工艺是将未经压缩的纤维毛毡直接放置于真空炉中在1200℃～1300℃下保温2h～3h使其烧结成为具有一定孔隙度的纤维烧结毡。例如中国专利文献号CN102068857A,记载了一种金属纤维毡的生产方法，其特征在于直接将金属纤维毛毡叠加后放入真空烧结炉中烧结，烧结温度为1100℃～1500℃，保温时间为1～5h，冷却降温后得到一定孔隙度的金属纤维毡，最后将烧结后的金属纤维毡经过轧机压制后调节厚度，得到规定厚度的金属纤维毡成品。由于传统工艺的烧结温度过高，保温时间过长，金属纤维内部晶粒容易粗化，显著降低了金属纤维烧结毡的力学性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种不锈钢纤维毡的烧结方法。该方法不仅能实现不锈钢纤维之间牢固的冶金结合，还能够有效地避免纤维内部晶粒的粗化，从而使不锈钢纤维烧结毡的力学性能显著提高。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，该方法为：将不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，先在无微波条件下升温至300℃～600℃后保温0.5h～2h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡，然后将所述预烧结毡在微波条件下升温至700℃～900℃后保温10min～30min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述预烧结处理和烧结处理均在保护性气体的保护下进行，所述保护性气体为氦气和氢气的混合气体。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述保护性气体为氦气和氢气按体积比9∶1混合均匀而成的混合气体。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述预烧结处理和烧结处理均在真空条件下进行。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述预烧结毡的升温速率为45℃/min～90℃/min。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述不锈钢纤维毡为316L不锈钢纤维毡。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，在对所述预烧结毡进行烧结处理前，预先采用油压机将所述预烧结毡的孔隙率压制至60％～85％。上述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述不锈钢纤维毡中不锈钢纤维的丝径为8μm～200μm。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术首先对不锈钢纤维毡在300℃～600℃低温进行预烧结处理，用以去除纤维内部弹性应力，保证后续处理时纤维间能够充分接触。低温烧结处理的温度严格限制在300℃～600℃之间，保温时间限制在0.5h～2h之间，这是由于，温度过低/时间过短无法有效消除纤维内部弹性应力，温度过高/时间过长则材料内部晶粒过大，力学性能降低。2、本专利技术将预处理后的不锈钢纤维毡在700℃～900℃进行微波烧结处理，由于微波场在金属纤维之间产生放电，使纤维接触区域熔化形成液相，通过液相烧结加快了纤维之间烧结结点的形成，纤维表面有熔化产生的斑点痕迹。因此纤维在较低温度下就可以形成良好的冶金结合，而且由于微波加热的升温速度较快，保温时间短，烧结温度低，避免了纤维内部晶粒的粗化，因此提高了单根纤维的强度，材料整体拉伸强度也由此提高。3、本专利技术不仅能实现不锈钢纤维之间牢固的冶金结合，还能够有效地避免纤维内部晶粒的粗化，从而使不锈钢纤维烧结毡的力学性能显著提高。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1为本专利技术实施例1烧结后的不锈钢纤维毡的表面形貌SEM照片。图2为本专利技术对比例1烧结后的不锈钢纤维毡的表面形貌SEM照片。具体实施方式本专利技术中所述的微波烧结炉为现有常见设备，本专利技术实施例中所采用的微波烧结炉是生产厂家为长沙隆泰微波热工有限公司、型号为HAMiLab-V型的微波气氛烧结炉，其最大功率为3kW，频率为2.45GHz。实施例1本实施例不锈钢纤维毡的烧结方法为：将纤维丝径为28μm的316L不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，首先关闭微波功能，使不锈钢纤维在无微波条件下升温至400℃后保温0.5h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡；然后打开微波功能，将所述预烧结毡在微波条件下以50℃/min的速率升温至800℃后保温20min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。优选地，为防止不锈钢纤维毡发生氧化，本实施例在对其进行预烧结处理和烧结处理时均在保护性气体的保护下进行，所述保护性气体为氦气和氢气的混合气体，优选由氦气和氢气按体积比9∶1混合均匀而成的混合气体。为保证产品孔隙率满足相关技术要求，在对所述预烧结毡进行烧结处理前，预先采用油压机将所述预烧结毡的孔隙率压制至83％。将本实施例烧结后的不锈钢纤维毡切割成长8cm、宽2cm、高0.5cm的块状试样，然后将块状试样进行拉伸试验，测得其拉伸性能见表1。图1为本实施例烧结后的不锈钢纤维毡的表面形貌SEM照片。由图1可知，经本实施例烧结后的不锈钢纤维毡，其纤维结点附近在微波场中产生高温放电，局部融化，促使纤维在远低于常规烧结温度就实现冶金结合。实施例2本实施例不锈钢纤维毡的烧结方法为：将纤维丝径为28μm的316L不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，首先关闭微波功能，使不锈钢纤维在无微波条件下升温至400℃后保温2h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡；然后打开微波功能，将所述预烧结毡在微波条件下以90℃/min的速率升温至800℃后保温10min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。优选地，为防止不锈钢纤维毡发生氧化，本实施例在对其进行预烧结处理和烧结处理时均在真空条件下进行。为保证产品孔隙率满足相关技术要求，在对所述预烧结毡进行烧结处理前，预先采用油压机将所述预烧结毡的孔隙率压制至83％。将本实施例烧结后的不锈钢纤维毡切割成长8cm、宽2cm、高0.5cm的块状试样，然后将块状试样进行拉伸试验，测得其拉伸性能见表1。实施例3本实施例不锈钢纤维毡的烧结方法为：将纤维丝径为28μm的316L不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，首先关闭微波功能，使不锈钢纤维在无微波条件下升温至400℃后保温1h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡；然后打开微波功能，将所述预烧结毡在微波条件下以60℃/min的速率升温至900℃后保温20min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。优选地，为防止不锈钢纤维毡发生氧化，本实施例在对其进行预烧结处理和烧结处理时均在保护性气体的保护下进行，所述保护性气体为氦气和氢气的混合气体，优选由氦气和氢气按体积比9∶1混合均匀而成的混合气体。为保证产品孔隙率满足相关技术要求，在对所述预烧结毡进行烧结处理前，预先采用油压机将所述预烧结毡的孔隙率压制至75％。将本实施例烧结后的不锈钢纤维毡切割成长8cm、宽2cm、高0.5cm的块状试样，然后将块状试样进行拉伸试验，测得其拉伸性能见表1。实施例4本实施例不锈钢纤维毡的烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，该方法为：将不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，先在无微波条件下升温至300℃～600℃后保温0.5h～2h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡，然后将所述预烧结毡在微波条件下升温至700℃～900℃后保温10min～30min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，该方法为：将不锈钢纤维毡置于微波烧结炉中，先在无微波条件下升温至300℃～600℃后保温0.5h～2h进行预烧结处理，自然冷却后得到预烧结毡，然后将所述预烧结毡在微波条件下升温至700℃～900℃后保温10min～30min进行烧结处理，自然冷却后得到烧结后的不锈钢纤维毡。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述预烧结处理和烧结处理均在保护性气体的保护下进行，所述保护性气体为氦气和氢气的混合气体。3.根据权利要求2所述的一种不锈钢纤维毡的烧结方法，其特征在于，所述保护性气体为氦气和氢气按体积比9∶1混合均匀而成的混合气体。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，汤慧萍，李爱君，许中国，王建忠，支浩，敖庆波，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61