一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了屬于粉末冶金【技術領域】的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器。其包括一個外殼包有水套的立式或臥式金屬圓筒，金屬圓筒內置梯度結構多孔泡沫金屬；圓筒側壁分別設置有進氣口和出氣口，圓筒的底部側壁設有排蠟口；水套下部側壁設置有進水口，水套上部側壁設置有出水口。本發明的集蠟器利用梯度結構多孔泡沫金屬良好的導熱和氣體阻滯特性，可將導入集蠟器的爐氣熱量迅速散出到通有冷卻循環水的水套，使氣態石蠟等有機成形劑冷凝為液態；高通孔率且孔隙率和孔徑呈梯度排列的多孔泡沫金屬良好的氣體和液體滲透性，可有效地匯集有機成形劑，使集蠟器的有機成形劑收集率≥98%。
【專利說明】一種內置梯度結構多孔泡沬金屬的集蠟器
【技術領域】
[0001]本發明屬于粉末冶金【技術領域】，具體涉及一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器。
【背景技術】
[0002]成形是粉末冶金產品制備過程中的基本工序，成形工序中所需要的成形劑是一類有機物，在粉末壓坯燒結前或燒結中必須完全脫除，否則會對產品質量造成顯著影響。由于成形劑以石蠟和聚乙二醇最為常見，故脫除有機成形劑的設備一般稱為脫蠟設備。常見的脫蠟-燒結一體爐由于收蠟系統結構不合理，集蠟率不佳，容易造成燒結爐集蠟器之后的閥門、真空泵等處裝置頻繁被有機成形劑堵塞，給安全生產和正常生產帶來隱患。在爐內殘留的有機成形劑高溫熱分解后還會引起產品增碳，導致燒結制品的質量波動。
[0003]多孔泡沫金屬具有立體多層三維結構，通透性高，孔隙率和孔徑可控制，兼有功能材料和結構材料的雙重作用。其質量輕、耐熱、耐腐蝕、比表面積大、具備一定的強度。由于其優良的導熱性，作為熱控材料廣泛應用于散熱、吸熱、熱交換等裝置上；由于其特殊的結構特性，還可作為過濾材料應用。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，可有效提高集蠟率，便捷回收有機成形劑。
[0005]一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，包括一個外殼包有水套的金屬圓筒6，金屬圓筒內置梯度結構的多孔泡沫金屬2 ;金屬圓筒側壁分別設置有進氣口 3和出氣口 1，金屬圓筒的底部側壁設有排蠟口 4 ;水套下部側壁設置有進水口 5，水套上部側壁設置有出水口 7。
[0006]所述金屬圓筒6為立式或臥式，其中臥式的金屬圓筒6外側具有支撐架8。
[0007]所述多孔泡沫金屬為泡沫鎳、泡沫銅、泡沫鐵、泡沫招、泡沫鎳鐵、泡沫鐵鎳鉻中的一種或一種以上。
[0008]所述多孔泡沫金屬的通孔率> 98%。
[0009]所述多孔泡沫金屬的孔隙率為50%?98%，孔隙的孔徑為0.l?10mm。
[0010]所述梯度結構的多孔泡沫金屬2為多孔泡沫金屬的孔隙率和孔隙的孔徑根據含蠟氣體的進入-排出的方向由大依次變小，呈梯度排列。
[0011]金屬圓筒6的水套在脫蠟-燒結時通冷循環水，排蠟回收時通熱循環水。
[0012]本發明采用了上述技術方案以后，由脫蠟爐或脫蠟-燒結一體爐中抽出的含有氣態有機成形劑的爐氣由進氣口導入集蠟器，必須穿過梯度結構的多孔泡沫金屬。梯度結構的多孔泡沫金屬具有良好的導熱和氣體阻滯特性，可及時將爐氣熱量散出到通有冷卻循環水的金屬水套，使爐氣中的氣態有機成形劑冷凝為液態；孔隙率和孔隙孔徑呈梯度排列的梯度結構多孔泡沫金屬良好的氣體和液體滲透性可無阻礙地匯集液態有機成形劑并在集蠟器的底部冷凝，完全脫除有機成形劑后的爐氣由排氣口進入脫蠟爐或脫蠟-燒結一體爐的后續裝置。回收有機成形劑時將水套通入熱循環水，熱量通過梯度結構的多孔泡沫金屬有效熱傳遞和熱輻射，將集蠟器底部的有機成形劑由固態變為液態，從排蠟口排出，進入貯臘箱。
[0013]本發明的有益效果是:利用梯度結構多孔泡沫金屬良好的導熱性和氣體阻滯特性，可迅速將熱量散出到通有冷卻循環水的水套，使氣態有機成形劑冷凝為液態；高通孔率且孔隙率和孔隙孔徑呈梯度排列的多孔泡沫金屬良好的氣體和液體滲透性可有效地匯集液態有機成形劑并導出爐氣，使有機成形劑收集率> 98%，達到的高效收集、便捷回收的效
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的立式結構示意圖；
[0015]圖2為本發明的臥式結構示意圖；
[0016]圖中各標號為:1-出氣口、2-多孔泡沫金屬、3-進氣口、4-排蠟口、5-進水口、6-金屬圓筒、7-出水口、8-支撐架。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖詳細描述本發明的【具體實施方式】。
[0018]實施例1
[0019]如圖1所示，一個外殼包有水套的立式金屬圓筒6，金屬圓筒內置梯度結構的多孔泡沫金屬銅2 ;金屬圓筒下部側壁設置有進氣口 3 ;金屬圓筒上部側壁設置有出氣口 1，金屬圓筒的底部側壁設有排蠟口 4 ;水套下部側壁設置有進水口 5，水套上部側壁設置有出水口
7。多孔泡沫銅的通孔率> 98% ;根據含蠟氣體的進入-排出的方向，多孔泡沫銅的孔隙率在60%~90%，孔徑在0.5~5mm范圍由大依次變小，呈梯度排列。金屬圓筒6的水套，脫蠟燒結時通冷卻循環水；排蠟回收時通熱循環水。
[0020]對以石蠟基成形劑成形的粉末壓坯進行脫蠟處理時，由脫蠟爐或脫蠟-燒結一體爐中抽出的含有氣態石蠟的爐氣由進氣口 4進入集蠟器，穿過梯度結構的多孔泡沫銅2。梯度結構的多孔泡沫銅具有優異的氣體導熱和阻滯特性，可及時將爐氣中的熱量散出到通有冷卻循環水的水套，使爐氣中的氣態石蠟變為液態；梯度結構多孔泡沫銅具有良好的氣體和液體滲透性，可有效地匯集液態石蠟并使其在立式集蠟器的底部冷凝；完全脫除石蠟后的爐氣由排氣口進入后續裝置。
[0021]將粉末壓坯中的石蠟成形劑和在集蠟器底部冷凝收集的石蠟成形劑的重量進行對比,石蠟成形劑的收集率可達99.6%。
[0022]回收石蠟時將 金屬圓筒6的水套通入熱循環水，熱量通過梯度結構多孔泡沫金屬銅2的高效熱傳導和熱輻射，加熱立式容器底部的冷凝石蠟，使石蠟由固態變為液態，從排蠟口 4排出，進入貯蠟箱。
[0023]實施例2
[0024]如圖2所不,一個外殼包有水套的臥式金屬圓筒6,金屬圓筒6內置梯度結構的多孔泡沫鎳和多孔泡沫銅2 ;金屬圓筒左側設置有進氣口 3 ;金屬圓筒右側為出氣口 I ;金屬圓筒的底部側壁設有排蠟口 4 ;水套右側下壁設置有進水口 5，水套左側上壁設置有出水口
7。梯度結構的多孔泡沫鎳和多孔泡沫銅的通孔率> 98% ;多孔泡沫鎳的孔隙率為70%~98%，孔徑為2~10mm ;多孔泡沫銅的孔隙率為50%~70%，孔徑為0.f 2mm，二者沿著含聚乙二醇氣體的進入-排出的方向呈前后排列，孔隙率和孔徑由大依次變小。梯度結構多孔泡沫鎳除具有良好的導熱性和對含有機成形劑蒸氣的阻滯和滲透性外，還具有良好的耐高溫特性；通過泡沫鎳使爐氣溫度降低，然后再接觸梯度結構多孔泡沫銅，有利于在穩定實現其作用功能的同時，提高梯度結構多孔泡沫金屬復合材料的使用壽命。
[0025]對以聚乙二醇為成形劑的粉末壓坯進行脫蠟處理時，由脫蠟爐或脫蠟-燒結一體爐中抽出的含有氣態聚乙二醇的爐氣由進氣口 4進入臥式集蠟器，依次穿過梯度結構的多孔泡沫鎳和多孔泡沫銅復合材料2，可阻滯爐氣的流動并及時將爐氣中的熱量散出到通有冷卻循環水的水套，使爐氣中的氣態聚乙二醇由氣態冷凝為液態。多孔泡沫鎳和多孔泡沫銅復合材料良好的氣體和液體滲透性可無阻礙地在臥式金屬圓筒的底部匯集液態聚乙二醇并使完全脫除聚乙二醇后的爐氣由排氣口I進入后續裝置。
[0026]用例I相同方法測定的聚乙二醇成形劑的收集率為98.7%。
[0027]回收聚乙二醇時將金屬圓筒6的水套通入熱循環水，熱量通過多孔泡沫金屬2有效傳導和散發至加熱容器下部的冷凝聚乙二醇，將聚乙二醇由固態變為液態，從排蠟口 4排出，進入貯蠟箱。
【權利要求】
1.一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:包括一個外殼包有水套的金屬圓筒(6)，金屬圓筒內置梯度結構的多孔泡沫金屬(2);金屬圓筒側壁分別設置有進氣口(3)和出氣口(1)，金屬圓筒的底部側壁設有排蠟口(4);水套下部側壁設置有進水口(5)，水套上部側壁設置有出水口(7)。
2.根據權利要求1所述的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:所述金屬圓筒(6)為立式或臥式，其中臥式的金屬圓筒(6)外側具有支撐架(8)。
3.根據權利要求1所述的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:所述多孔泡沫金屬為泡沫鎳、泡沫銅、泡沫鐵、泡沫招、泡沫鎳鐵、泡沫鐵鎳鉻中的一種或一種以上。
4.根據權利要求1所述的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:所述多孔泡沫金屬的通孔率> 98%。
5.根據權利要求1所述的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:所述多孔泡沫金屬的孔隙率為50%~98%，孔隙的孔徑為0.f 10mm。
6.根據權利要求1所述的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:所述梯度結構的多孔泡沫金屬(2)為多孔泡沫金屬的孔隙率和孔隙的孔徑根據含蠟氣體的進入-排出的方向由大依次變小，呈梯度排列。
7.根據權利要求1所述的一種內置梯度結構多孔泡沫金屬的集蠟器，其特征在于:金屬圓筒(6)的水套在脫蠟-燒結時通冷循環水，排蠟回收時通熱循環水。
【文檔編號】B22F3/22GK103894615SQ201210571423
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優先權日:2012年12月25日
【發明者】林中坤, 林晨光, 曹瑞軍 申請人:北京有色金屬研究總院