一種高效制備金屬纖維濾氈的方法
【專利摘要】本發明公開了一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，具體按照以下步驟實施：步驟1，鋪制纖維網并疊配出濾氈坯料；步驟2，將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度降低至在3～10mm之間；步驟3，將步驟2中處理過的坯料，按一定方式纏繞在支撐架的卷筒(1)上；步驟4，將步驟3中卷繞處理好的坯料連同支撐架一同放進真空燒結爐的爐盤上，排列整齊，并在每卷坯料之間留有約通風道；步驟5，燒結；步驟6，將步驟5得到的濾氈半成品利用壓延機進行平整處理即得到金屬纖維濾氈。解決了現有技術中存在的生產效率低及燒結的濾氈柔韌性差的問題。
【專利說明】一種高效制備金屬纖維濾氈的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于材料加工制造【技術領域】，具體涉及一種高效制備金屬纖維濾氈的方 法。
【背景技術】
[0002] 金屬纖維濾氈是由金屬纖維經過無紡鋪制、配氈和高溫燒結等工藝而制備的一種 高效過濾材料。該材料具有滲透性能好、納污量高、強度高、過濾精度易控、可折疊、可再生、 壽命長等特殊性能，被廣泛應用于過濾、分離、消音、布氣、催化、熱交換等工藝中。近幾年， 隨著金屬纖維濾氈在高溫煙氣除塵及汽車尾氣凈化兩個新領域的推廣應用，國內外市場對 金屬纖維濾氈的需求在逐年快速增加。為提高產能，大多數廠家選擇購買真空燒結爐的方 法，但是這種方法將給這些廠家帶來巨大的資金壓力。
[0003] 金屬纖維濾氈傳統燒結方法是加壓燒結，所謂加壓燒結就是將一張一張的濾氈坯 料疊放進真空燒結爐中，上面進行加壓配重，經過數小時高溫燒結后，得到金屬纖維濾氈。 這種方法，按照國內制造的大規格真空燒結爐計算，每爐次燒結量最多為80?100m 2,每爐 次所用時間約為20h，效率較低，已嚴重阻礙金屬纖維濾氈行業的發展。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，解決了現有技術中存在 的生產效率低及燒結的濾氈柔韌性差的問題。
[0005] 發明所采用的技術方案是，一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，具體按照以下步 驟實施：
[0006] 步驟1，鋪制纖維網并疊配出濾氈坯料；
[0007] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度降低 至在3?IOmm之間；
[0008] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，按一定方式纏繞在支撐架的卷筒上；
[0009] 步驟4,將步驟3中卷繞處理好的坯料連同支撐架一同放進真空燒結爐的爐盤上， 排列整齊，并在每卷坯料之間留有約通風道；
[0010] 步驟5,燒結；
[0011] 步驟6,將步驟5得到的濾氈半成品利用壓延機進行平整處理即得到金屬纖維濾 氈。
[0012] 本發明的特點還在于，
[0013] 其中，步驟1具體按照以下步驟實施：采用氣流法或其他方法鋪制出寬度為500? 800mm的纖維網，再按照不同規格濾氈配方，疊配出寬度為500?800mm的濾氈坯料。
[0014] 其中，步驟3具體按照以下步驟實施：將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐架的 卷筒上，纏繞過程中，防止坯料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，隔離層為經 過特殊工藝處理的鐵鉻鋁金屬網；完成纏繞的坯料直徑不大于隔板的直徑；然后在最外層 包裹兩層保護層，即完成坯料的卷繞處理；保護層是材質與所燒結的濾氈相同但是精度較 要生產的濾氈要高，且表面噴涂有耐高溫涂料。
[0015] 其中，支撐架包括底座和垂直固定在底座上的卷筒，卷筒為圓柱形，其側壁上設置 有通氣孔，卷筒的下部設置有隔板，隔板與底座平行；隔板上也設置有通氣孔。
[0016] 其中，步驟5具體按照以下步驟實施：將步驟4中放置有坯料的爐盤放進真空燒結 爐中，開始對坯料進行燒結，燒結溫度為1100?1200°c，保溫時間為3?5h ;在燒結完成 后，坯料隨爐冷卻，當溫度降至900?1000°C時，向爐內填充高純惰性氣體，惰性氣體為氬 氣，并進行強制冷卻；當爐溫低于60°C時，從爐盤上取下燒結好的坯料，剝去保護層，并將 隔離層與燒結的濾氈分離后得到濾氈半成品。
[0017] 本發明的有益效果是，
[0018] 1.本方法可以把燒結爐得均溫區充分利用起來，每爐的燒結量約為傳統方法的 2?3倍。
[0019] 2.由于物料之間設置了風道，加上支撐架圓筒及隔板上都設置了散熱孔，熱量可 以很快從散熱區散發出來，因此本方法冷卻速度要比傳統方法快3?5小時。
[0020] 3.此方法具有升、降溫快的特點，濾氈在700?900°C敏化溫度區間停留的時間很 短，晶粒間幾乎無第三相析出，因此此方法制備的濾氈柔韌性明顯優于傳統方法制備的濾 氈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明方法中采用的支撐架的結構示意圖；
[0022] 圖2是本發明方法中采用的支撐架的俯視圖。
[0023] 圖中，1.卷筒，2.坯料，3.保護層，4.底座，5.隔板。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0025] -種高效燒結金屬纖維濾氈的方法，具體按照以下步驟實施：
[0026] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出500?800_寬度的纖網，該纖網材質一般 為316L、鐵鉻鋁、哈氏合金等，再根據不同規格的濾氈配方，疊配出寬為500?800mm的濾氈 坯料。
[0027] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度為 3?IOmm之間。
[0028] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐架的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網。坯料纏繞結束后，在最外層包裹兩層保護層。保護層也是一種濾氈，其材質與所燒 結的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結的濾氈，另外保護層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護層既能起到保護作用，還不會與所燒結的濾氈發生冶金結合。
[0029] 支撐架的結構為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側 壁上設置有通氣孔，卷筒1的下部設置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設置有通 氣孔。
[0030] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐架放進真空燒結爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風道，通風道寬度為50?80mm。
[0031] 步驟5,燒結，將按步驟4中放置的坯料放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為 1100?1200°C，保溫時間為3?5h。燒結完成后，物料隨爐冷卻，當溫度降至900?1000°C 時，向爐內填充高純（純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風機進行強制 冷卻，當爐溫低于60°C時，從爐盤上取下物料，剝去保護層和隔離層就得到濾氈。
[0032] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經過壓延機進行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0033] 步驟1中纖網的最大寬度要受到支撐架高度的限制，而支撐架的高度又依據燒結 爐爐膛均溫區的高度而定。纖網的長度沒有特別限制，只要整個纏繞工作結束后，坯料及保 護層沒有超出支撐架隔板的邊沿就行。
[0034] 步驟2中滾壓處理目的是使燒結時纖維間有更多的搭接點，進而能提高濾氈的強 度。
[0035] 步驟3中支撐架是用310S材質制作的一個裝載坯料的架子，其中間是圓筒，下邊 是底座，底座上面約IOOmm處是隔板。卷筒直徑為Φ150_，是由2_厚的沖孔板卷圓后，焊 接而成，上面均勻分布有Φ5mm的通氣孔，通氣孔之間的孔距約為5mm，隔板是一個套在卷 筒上的圓環沖孔板，圓環的外徑為Φ250?300mm，二者通過焊接連接，其上面通氣孔的孔 徑和孔距與卷筒上的一致。
[0036] 隔板5把支撐架分隔為兩個區域，上部是裝料區，下部為散熱區。底座是一個5? IOmm厚的圓形鋼板，直徑為Φ 250?300mm，與卷筒通過焊接連接。另外，隔板及底座與圓 筒的焊縫都位于散熱區。
[0037] 步驟4中留有通風道是為了在燒結后采用高溫氣淬為物料冷卻降溫時風能從物 料的四周通過，從而加快冷卻速度。
[0038] 步驟5中保護層是為了減小爐膛氛圍對濾氈的影響，增加保護層后，濾氈的色澤 明顯比不加保護層時的濾氈要好。
[0039] 在步驟6中說述的平整處理是在步進式油壓機上完成的，其目的是降低厚度來提 高精度，平整后厚度偏差能控制在±0. 〇2mm內，完全可以滿足客戶要求。
[0040] 實施例1
[0041] 一種高效燒結金屬纖維濾氈的方法，具體實施步驟如下：
[0042] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出500mm寬度的纖網，再根據不同規格的濾氈 配方，疊配出寬為500mm的濾氈坯料。
[0043] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度為 3mm 〇
[0044] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐體的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網。坯料纏繞結束后，在最外層包裹兩層保護層。保護層也是一種濾氈，其材質與所燒 結的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結的濾氈，另外保護層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護層既能起到保護作用，還不會與所燒結的濾氈發生冶金結合。
[0045] 支撐體的結構為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側 壁上設置有通氣孔，卷筒1的下部設置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設置有通 氣孔。
[0046] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐體放進真空燒結爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風道，通風道寬度為50mm。
[0047] 步驟5,燒結，將按步驟4中放置的坯料放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為 IKKTC，保溫時間為3h。燒結完成后，物料隨爐冷卻，當溫度降至900°C時，向爐內填充高純 (純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風機進行強制冷卻。當爐溫低于 60°C時，從爐盤上取下物料，剝去保護層和隔離層就得到濾氈。
[0048] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經過壓延機進行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0049] 實施例2
[0050] -種高效燒結金屬纖維濾氈的方法，具體實施步驟如下：
[0051] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出800mm寬度的纖網，再根據不同規格的濾氈 配方，疊配出寬為800mm的濾氈坯料。
[0052] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度為 IOmm0
[0053] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐體的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網。坯料纏繞結束后，在最外層包裹兩層保護層。保護層也是一種濾氈，其材質與所燒 結的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結的濾氈，另外保護層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護層既能起到保護作用，還不會與所燒結的濾氈發生冶金結合。
[0054] 支撐體的結構為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側 壁上設置有通氣孔，卷筒1的下部設置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設置有通 氣孔。
[0055] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐體放進真空燒結爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風道，通風道寬度為80mm。
[0056] 步驟5,燒結，將按步驟4中放置的坯料放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為 1200°C，保溫時間為5h。燒結完成后，物料隨爐冷卻，當溫度降至KKKTC時，向爐內填充高 純（純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風機進行強制冷卻。當爐溫低 于60°C時，從爐盤上取下物料，剝去保護層和隔離層就得到濾氈。
[0057] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經過壓延機進行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0058] 實施例3
[0059] -種高效燒結金屬纖維濾氈的方法，具體實施步驟如下：
[0060] 步驟1，采用氣流法或其他方法鋪制出600_寬度的纖網，再根據不同規格的濾氈 配方，疊配出寬為600mm的濾毯述料。
[0061] 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度為 6mm 〇
[0062] 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐體的卷筒1上。纏繞過程中，防止坯 料折疊，纏繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，該隔離層為經過特殊工藝處理的鐵鉻鋁 金屬網。坯料纏繞結束后，在最外層包裹兩層保護層。保護層也是一種濾氈，其材質與所燒 結的濾氈相同，但是其精度要高于所燒結的濾氈，另外保護層的表面還噴涂了一層特殊的 耐高溫涂料，確保保護層既能起到保護作用，還不會與所燒結的濾氈發生冶金結合。
[0063] 支撐體的結構為，包括底座4和垂直固定在底座上的卷筒1，卷筒1為圓柱形，其側 壁上設置有通氣孔，卷筒1的下部設置有隔板5,隔板5與底座平行；隔板5上也設置有通 氣孔。
[0064] 步驟4,將按照步驟3中處理好的坯料連同支撐體放進真空燒結爐爐盤上，排列整 齊，并留有通風道，通風道寬度為60mm。
[0065] 步驟5,燒結，將按步驟4中放置的坯料放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為 1150°C，保溫時間為4h。燒結完成后，物料隨爐冷卻，當溫度降至950°C時，向爐內填充高純 (純度大于99. 999% )惰性氣體（一般為氬氣），并啟動風機進行強制冷卻。當爐溫低于 60°C時，從爐盤上取下物料，剝去保護層和隔離層就得到濾氈。
[0066] 步驟6,將步驟5得到的濾氈經過壓延機進行平整處理，得到金屬纖維濾氈。
[0067] 利用本發明的方法進行NTFiro型號纖維氈的生產制備，與傳統方法制備的纖維 氈相比，兩者的性能對比如表1所示，
[0068] 表1傳統方法和本發明方法制備的纖維氈的性能對比
【權利要求】
1. 一種高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施： 步驟1，鋪制纖維網并疊配出濾氈坯料； 步驟2,將步驟1中制備的濾氈坯料經壓延機進行滾壓處理，使得該坯料厚度降低至在 3?10mm之間； 步驟3,將步驟2中處理過的坯料，按一定方式纏繞在支撐架的卷筒（1)上； 步驟4,將步驟3中卷繞處理好的坯料連同支撐架一同放進真空燒結爐的爐盤上，排列 整齊，并在每卷坯料之間留有約通風道； 步驟5,燒結； 步驟6,將步驟5得到的濾氈半成品利用壓延機進行平整處理即得到金屬纖維濾氈。
2. 根據權利要求1所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的步驟1具 體按照以下步驟實施： 采用氣流法或其他方法鋪制出寬度為500?800_的纖維網，再按照不同規格濾氈配 方，疊配出寬度為500?800mm的濾氈坯料。
3. 根據權利要求2所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的步驟3具 體按照以下步驟實施： 將步驟2中處理過的坯料，纏繞在支撐架的卷筒（1)上，纏繞過程中，防止坯料折疊，纏 繞時，通過隔離層將每層坯料之間隔開，所述的隔離層為經過特殊工藝處理的鐵鉻鋁金屬 網；完成纏繞的坯料直徑不大于隔板（5)的直徑； 然后在最外層包裹兩層保護層（3)，即完成坯料的卷繞處理； 所述的保護層（3)是材質與所燒結的濾氈相同但是精度較要生產的濾氈要高，且表面 嗔涂有耐1?溫涂料。
4. 根據權利要求3所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的支撐架， 其特征在于，包括底座（4)和垂直固定在底座上的卷筒（1)，所述的卷筒（1)為圓柱形，其側 壁上設置有通氣孔，所述的卷筒（1)的下部設置有隔板（5)，所述的隔板（5)與底座平行； 所述的隔板（5)上也設置有通氣孔。
5. 根據權利要求4所述的高效制備金屬纖維濾氈的方法，其特征在于，所述的步驟5具 體按照以下步驟實施： 將步驟4中放置有坯料的爐盤放進真空燒結爐中，開始對坯料進行燒結，燒結溫度為 1100?1200°C，保溫時間為3?5h ; 在燒結完成后，坯料隨爐冷卻，當溫度降至900?1000°C時，向爐內填充高純惰性氣 體，所述的惰性氣體為氬氣，并進行強制冷卻； 當爐溫低于60°C時，從爐盤上取下燒結好的坯料，剝去保護層（3)，并將隔離層與燒結 的濾氈分離后得到濾氈半成品。
【文檔編號】B22F3/11GK104226998SQ201410412266
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】許佩敏, 李秀波, 石丹, 郭亮, 呼偉, 白文峰, 左彩霞 申請人:西安菲爾特金屬過濾材料有限公司