一种多孔复合管的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多孔复合管的制备方法，包括以下步骤：1)选取粒度范围为0.1～100μm的金属粉末；2)成形方式为以下两种方式中的任意一种：a.将所述金属粉末装入金属管1中并使之成形，制得组合多孔复合管；b.使所述金属粉末成形，制得粉末冶金多孔构件，然后将所述粉末冶金多孔构件装入金属管1中，制得组合多孔复合管；3)将所述组合多孔金属管放入厚壁约束管2中，在防氧化环境中进行烧结，得到多孔复合管。本发明专利技术适合于采用较细金属粉末与金属管形成复合管，具有制备工艺简单、使用方便、可靠性高等优点，适合过滤、热管等领域。热管等领域。热管等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔复合管的制备方法


[0001]本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种多孔复合管的制 备方法。

技术介绍

[0002]多孔复合管通常由金属管和粉末多孔构件组合制备，在热管、 过滤等方面具有广泛的应用。其中粉末冶金多孔构件的形状主要有 管状、片状、棒状、盲孔管等形状，可以在金属管的内壁和一端。 多孔复合管的制备方法主要有热装、金属管变形和烧结等工艺。
[0003]热装工艺是通过加热金属管，将粉末冶金多孔构件装入到金属 管中，冷却后金属管和粉末冶金多孔构件贴合紧密。也可以将粉末 冶金多孔构件进行冷冻，装入到金属管中，恢复到室温后金属管和 粉末冶金多孔构件贴合紧密。粉末冶金多孔构件的形状可以是管状、 片状、棒状、盲孔管。但是这种方法存在加工精度要求非常高、粉 末冶金多孔构件与金属管的贴合不全和结合强度低等问题。
[0004]金属管变形工艺是将粉末冶金多孔构件放入到金属管中，再将 金属管变形，与粉末冶金多孔构件贴合在一起。粉末冶金多孔构件 料的形状可以是管状、片状、棒状、盲孔管。这种方法要求粉末冶 金多孔构件的强度较高、尺寸精度较高，并且存在粉末冶金多孔构 件与金属管的贴合不全和结合强度低等问题。
[0005]烧结工艺是烧结过程中粉末冶金多孔构件向金属管膨胀接触， 从而与金属管形成一体，具体包括有粉末冶金多孔构件内部放置芯 棒烧结(包括金属、陶瓷和有机物等)、管内壁粘粉、管内离心涂覆 和烧结膨胀(如Ti粉中添加铝粉)等方法。粉末冶金多孔构件内部 放置芯棒烧结法是在芯棒和金属管之间填充粉末，一起进行烧结制 备多孔复合管，该方法适合于≥50μm的较粗粉末、≤3mm粉末冶金 层较薄的粉末冶金多孔复合管，存在芯棒不易抽取或寿命短等问题， 不能制备粉末冶金棒或盲孔管。管内壁粘粉法是金属管内涂覆一层 聚乙烯醇溶液，然后将铜粉灌入再倒出，使得管内壁挂上一层铜粉 进行烧结制备多孔复合管，该方法存在粉末厚度较薄、产品一致性 较差等问题。管内离心涂覆法是将膜层粉末配制成料浆，用塑料包 覆支撑管外壁、密封一段，将配好的料浆从另一端装入多孔金属支 撑管中并密封，然后固定在离心桶内，开启离心分级沉降机，在多 孔管内壁沉积一层膜，干燥烧结制备成品膜管。采用该制备方法存 在制备工艺复杂、成本高、难以制备管内径较小、厚度较大的内壁 粉末冶金多孔材料等缺点，不能制备粉末冶金棒或盲孔管。烧结膨 胀法是通过添加其它金属粉改变成分使粉末冶金多孔材料烧结过程 中膨胀法，从而与金属管形成接触，制备多孔复合管。但是这种方 法烧结后粉末冶金多孔材料收缩较大、内部或与金属管之间出现裂 纹，导致孔径较大，且只适用于烧结过程中膨胀的金属粉末体系， 具有较大的局限性。
[0006]由于细粉烧结过程中收缩较大，对于粉末冶金多孔材料为棒状 或盲孔管的多孔金属管，采用上述烧结工艺导致粉末冶金多孔材料 与金属管之间形成间隙、甚至直接脱离，无法制备内部为粉末冶金 棒状或盲孔管的多孔复合管。

技术实现思路

[0007]针对上述存在的问题和内部粉末冶金多孔材料性能的要求，本 专利技术提出了一种工艺简单、使用方便、可靠性高的多孔复合管的制 备方法。所制备的多孔复合管具有孔隙率高、最大孔径小、渗透率 大，内部粉末冶金多孔材料与金属管1界面结合强度高等优点。本 专利技术方法适合于采用较细粉末和金属管制备多孔复合管，该多孔复 合管可应用于过滤、热管等领域。
[0008]一种多孔复合管的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)选取粒度范围为0.1～100μm的金属粉末；
[0010]2)成形方式为以下两种方式中的任意一种：
[0011]a.将所述金属粉末装入金属管1并使之成形，制得组合多孔复 合管；
[0012]b.使所述金属粉末成形，制得粉末冶金多孔构件，然后将所述 粉末冶金多孔构件装入金属管1中，制得组合多孔复合管；
[0013]3)将所述组合多孔金属管放入厚壁约束管2中，在防氧化环境 中进行烧结，得到多孔复合管。
[0014]在烧结过程中，所述粉末冶金多孔构件向内收缩，金属管1由 于受厚壁约束管2的限制，由向外膨胀转为向内膨胀，金属管1内 壁与所述粉末冶金多孔构件接触形成冶金结合，提高粉末多孔材料 和金属管内壁的界面结合强度，冷却后制得多孔复合管。
[0015]优选地，烧结温度可为所述金属粉末熔点的30％～70％，选择该 温度范围可以保证材料具有较高的孔隙率和强度。
[0016]优选地，烧结时间可为1～480min，优选20
‑
100min。
[0017]优选地，所述防氧化环境可为真空、还原性气氛或惰性保护气 氛。所述还原性气氛可为氢气、一氧化碳、氮氢混合气中的一种。 所述惰性保护气氛可为氮气、氩气、氦气气氛中的一种。
[0018]优选地，所述金属粉末的粒度范围为0.1～100μm，优选 0.1～38μm。
[0019]优选地，步骤a中，所述成形包括振实成形或压制成形。在一 些具体实施例中，步骤a包括：将所述金属粉末装入金属管1中并 振实成形，制得组合多孔复合管。在另一些具体实施例中，步骤a 包括：将所述金属粉末装入金属管1中并压制成形，制得组合多孔 复合管。
[0020]优选地，步骤b中，所述成形包括模压成形。
[0021]优选地，步骤b中，在所述成形之后，任选地包括进行烧结， 烧结温度为金属粉末熔点的30％～70％，烧结时间为1～480min。
[0022]在一些具体实施例中，步骤b包括：将所述金属粉末模压成形， 制得粉末冶金多孔构件，然后装入金属管1中，制得组合多孔复合 管。在另一些具体实施例中，步骤b包括：将所述金属粉末模压成 形后再进行烧结，制得粉末冶金多孔构件，然后装入金属管1中， 制得组合多孔复合管。
[0023]优选地，在步骤a中，所述压制成形的方法包括：在垂直状态 的金属管1底部放置一个下冲头，再将所述金属粉末填充至金属管1 内，然后再将上冲头放置金属管1顶部，向下压制成形。
[0024]优选地，如图1
‑
3所示，所述粉末冶金多孔构件为粉末冶金多 孔棒3、粉末冶金通
孔管4或粉末冶金盲孔管5。所述粉末冶金多孔 构件的端部与金属管1的端部存在多种位置关系，包括但不限于齐 平、凸出和凹陷，并且所述粉末冶金多孔构件的两个端部的多种位 置关系可自由组合。
[0025]优选地，所述金属粉末的材质为铝、铝合金、镍、镍合金、铜、 铜合金、钛、钛合金、铁、铁合金、锌、锌合金、铅、铅合金、锡、 锡合金、钴、钴合金中的任意一种。
[0026]优选地，步骤b中，所述粉末冶金多孔构件的尺寸较金属管1 内径小0.01～0.10mm，例如较金属管1内径小0.01mm、0.02mm、 0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm 或0.10mm。
[0027]优选地，金属管1的材质可为铝、铝合金、镍、镍合金、铜、 铜合金、钛、钛合金、铁、铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔复合管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取粒度范围为0.1～100μm的金属粉末；2)成形方式为以下两种方式中的任意一种：a.将所述金属粉末装入金属管(1)中并使之成形，制得组合多孔复合管；b.使所述金属粉末成形，制得粉末冶金多孔构件，然后将所述粉末冶金多孔构件装入金属管(1)中，制得组合多孔复合管；3)将所述组合多孔金属管放入厚壁约束管(2)中，在防氧化环境中进行烧结，得到多孔复合管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述成形包括振实成形或压制成形；步骤b中，所述成形包括模压成形；步骤b中，在所述成形之后，任选地包括进行烧结，烧结温度为金属粉末熔点的30％～70％，烧结时间为1～480min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，烧结温度为所述金属粉末熔点的30％～70％；烧结时间为1～480min；防氧化环境为真空、还原性气氛或惰性保护气氛。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述金属粉末的材质为铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、钛、钛合金、铁、铁合金、锌、锌合金、铅、铅合金、锡、锡合金、钴、钴合金中的任意一种。5.根据权利要求1
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3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述粉末冶金多孔构件的尺寸较金属管(1)内径小0.01～0.10mm。6.根据权利要求1
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3中任一项所述的制备方法，其特征在于，金属管(1)的材质为铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、钛、钛合金、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林山，郑逢时，张爵灵，王蕊，梁雪冰，胡强，汪礼敏，
申请(专利权)人：北京有研粉末新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：