權(quán)利要求

1.燒結(jié)多孔金屬薄膜的坯體的制備方法，包括以下步驟： (1)獲取料液和第一多孔金屬支撐層(110)，所述料液具有用于粉末冶金的金屬粉末原料； (2)將料液附著于第一多孔金屬支撐層(110)上，干燥后得到前驅(qū)層(100)； (3)獲取與前驅(qū)層(100)形狀匹配的增強層(200)，所述增強層(200)具有第二多孔金屬支撐層(210)； (4)將前驅(qū)層(100)和增強層(200)重疊并連接，即得到坯體； 其中，所述第二多孔金屬支撐層(210)具有大于第一多孔金屬支撐層(110)的強度和/或氣通量。2.如權(quán)利要求1所述的坯體的制備方法，其特征在于：所述料液具有金屬粉末原料、分散劑和粘接劑；并且/或者，所述金屬粉末原料包括金屬單質(zhì)粉和/或合金粉。 3.如權(quán)利要求1所述的坯體的制備方法，其特征在于：采用拉漿、涂布、浸漬或噴涂將料液附著于第一多孔金屬支撐層(110)上；并且/或者，將料液采用目數(shù)≥200目的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾后再使用。 4.如權(quán)利要求1所述的坯體的制備方法，其特征在于：還包括對前驅(qū)層(100)進(jìn)行壓制。 5.如權(quán)利要求1所述的坯體的制備方法，其特征在于：所述第二多孔金屬支撐層(210)的厚度滿足使尺寸為50*200mm的試件的斷裂強力≥1kN；并且/或者，每50Pa壓力下通過每平方米側(cè)面面積的第二多孔金屬支撐層(210)的氣體體積≥7000m 3。 6.如權(quán)利要求5所述的坯體的制備方法，其特征在于：所述第一多孔金屬支撐層(110)的目數(shù)≥150目，厚度為0.15～0.3mm；所述第二多孔金屬支撐層(210)的目數(shù)≤80目，厚度為0.4～1mm。 7.如權(quán)利要求1所述的坯體的制備方法，其特征在于：將增強層(200)和前驅(qū)層(100)壓制為一體后進(jìn)行燒結(jié)；并且/或者，僅在增強層(200)的一側(cè)重疊放置前驅(qū)層(100)。 8.如權(quán)利要求7所述的坯體的制備方法，其特征在于：將增強層(200)和前驅(qū)層(100)粘接、壓制為一體后進(jìn)行燒結(jié)。 9.燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法，包括以下步驟： (1)采用權(quán)利要求1-8之一所述的制備方法制備得到坯體； (2)將坯體燒結(jié)，即得到燒結(jié)多孔金屬薄膜。 10.除塵方法，包括步驟：采用由權(quán)利要求9所述的制備方法制備得到的燒結(jié)多孔金屬薄膜對待過濾氣體進(jìn)行過濾。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性金屬過濾材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及坯體和燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法以及除塵方法。

背景技術(shù)

燒結(jié)多孔金屬薄膜因其優(yōu)異的耐高溫性能、耐腐蝕性能、柔性以及過濾精度而廣泛應(yīng)用于氣體過濾，尤其是廣泛應(yīng)用于高溫含塵氣體的過濾。為了提升燒結(jié)多孔金屬薄膜的品質(zhì)，本申請的申請人已申請的公開號為CN104874798A、CN104959611A、CN104959612A、CN104874801A的中國發(fā)明專利公開了燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法，主要包括步驟：首先獲取漿料，漿料中含有根據(jù)所需合金體系選擇的金屬粉末原料，然后將漿料附著于多孔支撐體上，干燥得到坯體，坯體燒結(jié)后即可得到燒結(jié)多孔金屬薄膜。該方法通過使用多孔支撐體解決了膜開裂、變形等缺陷，因此得到推廣使用。

目前，主要通過調(diào)控金屬粉末原料粒徑、調(diào)控坯體厚度、壓制坯體等方法來調(diào)控?zé)Y(jié)多孔金屬薄膜的過濾性能。強度和氣通量是過濾性能的兩個重要指標(biāo)，但是，通常燒結(jié)多孔金屬薄膜的厚度較厚才能保證燒結(jié)多孔金屬薄膜的強度，而燒結(jié)多孔金屬薄膜較厚又會降低氣通量，提升過濾阻力。因此，目前難以得到兼具高強度和高氣通量的燒結(jié)多孔金屬薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供坯體、燒結(jié)多孔金屬薄膜、坯體的制備方法、燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法以及除塵方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中難以得到兼具高強度和高氣通量的燒結(jié)多孔金屬薄的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了燒結(jié)多孔金屬薄膜的坯體。技術(shù)方案如下：

燒結(jié)多孔金屬薄膜的坯體，包括：前驅(qū)層，具有第一多孔金屬支撐層和附著于第一多孔金屬支撐層表面的涂層，所述涂層具有用于粉末冶金的金屬粉末原料；增強層，具有第二多孔金屬支撐層，所述第二多孔金屬支撐層具有大于第一多孔金屬支撐層的強度和/或氣通量，增強層與前驅(qū)層重疊設(shè)置。

進(jìn)一步地是，所述涂層由具有金屬粉末原料、分散劑和粘接劑的料液固化而成；并且/或者，在第一多孔金屬支撐層的兩側(cè)及孔隙表面均附著有涂層。

進(jìn)一步地是，所述第二多孔金屬支撐層的厚度滿足使尺寸為50*200mm的試件的斷裂強力≥1kN；并且/或者，每50Pa壓力下通過每平方米側(cè)面面積的第二多孔金屬支撐層的氣體體積≥7000m 3。

進(jìn)一步地是，所述第一多孔金屬支撐層的目數(shù)≥150目，厚度為0.15～0.3mm；所述第二多孔金屬支撐層的目數(shù)≤80目，厚度為0.4～1mm。

進(jìn)一步地是，坯體的厚度為厚度0.55～1.3mm。

進(jìn)一步地是，僅在增強層的一側(cè)重疊放置前驅(qū)層。

進(jìn)一步地是，所述前驅(qū)層和增強層重疊后通過壓制連接為一體。

進(jìn)一步地是，還包括粘接層，所述粘接層設(shè)于前驅(qū)層和增強層之間，所述前驅(qū)層、粘接層和增強層重疊后通過壓制連接為一體。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了燒結(jié)多孔金屬薄膜。技術(shù)方案如下：

燒結(jié)多孔金屬薄膜，由上述第一方面所述的坯體燒結(jié)得到，包括：分離層，具有第一多孔金屬支撐層和附著于第一多孔金屬支撐層表面的金屬過濾層；增強層，具有第二多孔金屬支撐層，所述第二多孔金屬支撐層具有大于第一多孔金屬支撐層的強度和/或氣通量，增強層與分離層重疊設(shè)置。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了燒結(jié)多孔金屬薄膜的坯體的制備方法。技術(shù)方案如下：

燒結(jié)多孔金屬薄膜的坯體的制備方法，包括以下步驟：(1)獲取料液和第一多孔金屬支撐層，所述料液具有用于粉末冶金的金屬粉末原料；(2)將料液附著于第一多孔金屬支撐層上，干燥后得到前驅(qū)層；(3)獲取與前驅(qū)層形狀匹配的增強層，所述增強層具有第二多孔金屬支撐層；(4)將前驅(qū)層和增強層重疊并連接，即得到坯體；其中，所述第二多孔金屬支撐層具有大于第一多孔金屬支撐層的強度和/或氣通量。

進(jìn)一步地是，所述料液具有金屬粉末原料、分散劑和粘接劑；并且/或者，所述金屬粉末原料包括金屬單質(zhì)粉和/或合金粉。

進(jìn)一步地是，采用拉漿、涂布、浸漬或噴涂將料液附著于第一多孔金屬支撐層上；并且/或者，將料液采用目數(shù)≥200目的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾后再使用。

進(jìn)一步地是，還包括對前驅(qū)層進(jìn)行壓制。

進(jìn)一步地是，所述第二多孔金屬支撐層的厚度滿足使尺寸為50*200mm的試件的斷裂強力≥1kN；并且/或者，每50Pa壓力下通過每平方米側(cè)面面積的第二多孔金屬支撐層的氣體體積≥7000m 3。

進(jìn)一步地是，所述第一多孔金屬支撐層的目數(shù)≥150目，厚度為0.15～0.3mm；所述第二多孔金屬支撐層的目數(shù)≤80目，厚度為0.4～1mm。

進(jìn)一步地是，將增強層和前驅(qū)層壓制為一體后進(jìn)行燒結(jié)；并且/或者，僅在增強層的一側(cè)重疊放置前驅(qū)層。

進(jìn)一步地是，將增強層和前驅(qū)層粘接、壓制為一體后進(jìn)行燒結(jié)。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供了燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法。技術(shù)方案如下：

燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法，包括以下步驟：(1)采用上述第三方面所述的制備方法制備得到坯體；(2)將坯體燒結(jié)，即得到燒結(jié)多孔金屬薄膜。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，提供了除塵方法。技術(shù)方案如下：

除塵方法，包括步驟：采用上述第二方面所述的燒結(jié)多孔金屬薄膜對待過濾氣體進(jìn)行過濾，或者采用上述第四方面所述的制備方法制備得到的燒結(jié)多孔金屬薄膜對待過濾氣體進(jìn)行過濾。

綜上可知，本發(fā)明的多孔支撐體由結(jié)構(gòu)不同的第一多孔金屬支撐層和第二多孔金屬支撐層組合而成，但是僅在第一多孔金屬支撐層上成膜，因此，在第二多孔金屬支撐層的支撐作用下，分離層可以具備較小的厚度，由此，燒結(jié)多孔金屬薄膜既具有分離層的過濾精度、又能保持較高的氣通量和強度；由此可見，本發(fā)明采用異質(zhì)的多孔支撐體以及多孔支撐體分離成膜和復(fù)合燒結(jié)的方式，規(guī)避多孔支撐體整體成膜造成的強度與氣通量難以兼顧的技術(shù)缺陷，能夠獲得兼具高強度和高氣通量的燒結(jié)多孔金屬薄膜。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來輔助對本發(fā)明的理解，附圖中所提供的內(nèi)容及其在本發(fā)明中有關(guān)的說明可用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的坯體的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的坯體的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的燒結(jié)多孔金屬薄膜的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

100-前驅(qū)層，200-增強層，300-粘接層，400-分離層，110-第一多孔金屬支撐層，120-涂層，130-金屬過濾層，210-第二多孔金屬支撐層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行清楚、完整的說明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在基于這些說明的情況下將能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。在結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明前，需要特別指出的是：

本發(fā)明中在包括下述說明在內(nèi)的各部分中所提供的技術(shù)方案和技術(shù)特征，在不沖突的情況下，這些技術(shù)方案和技術(shù)特征可以相互組合。

此外，下述說明中涉及到的本發(fā)明的實施例通常僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。因此，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

關(guān)于本發(fā)明中術(shù)語和單位。本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及有關(guān)的部分中的術(shù)語“包括”、“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。

圖1為本發(fā)明的坯體的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，坯體具有前驅(qū)層100和增強層200，所述前驅(qū)層100和增強層200重疊后通過壓制連接為一體；所述前驅(qū)層100具有第一多孔金屬支撐層110和附著于第一多孔金屬支撐層110表面的涂層120，所述涂層120具有用于粉末冶金的金屬粉末原料，并且所述涂層120由具有金屬粉末原料、分散劑和粘接劑的料液固化而成，在第一多孔金屬支撐層110的兩側(cè)及孔隙表面均附著有涂層120；所述增強層200具有第二多孔金屬支撐層210，所述第二多孔金屬支撐層210具有大于第一多孔金屬支撐層110的強度和/或氣通量，增強層200與前驅(qū)層100重疊設(shè)置。

所述第二多孔金屬支撐層210的厚度滿足使尺寸為50*200mm的試件的斷裂強力≥1kN，并且，每50Pa壓力下通過每平方米側(cè)面面積的第二多孔金屬支撐層210的氣體體積≥7000m 3。由此，所述第二多孔金屬支撐層210兼具高強度和高氣通量。

當(dāng)所述第一多孔金屬支撐層110的目數(shù)≥150目，厚度為0.15～0.3mm，所述第二多孔金屬支撐層210的目數(shù)≤80目，厚度為0.4～1mm時，可以滿足上述的強度和氣通量需求。所述的“150目”是指篩分時允許粒度≤106μm的顆粒物通過；所述的“80目”是指篩分時允許粒度≤180μm的顆粒物通過。

若僅僅以第一多孔金屬支撐層110或第二多孔金屬支撐層210為多孔支撐體，為保證過濾精度，勢必將金屬粉末原料大量填充網(wǎng)孔，最終導(dǎo)致燒結(jié)多孔金屬薄膜的透氣度低的問題；特別是當(dāng)采用孔徑較大的第二多孔金屬支撐層210時，網(wǎng)孔中具有較多無用的金屬粉末原料占位，金屬粉末原料的利用率低。

但是，當(dāng)采用孔徑更小(高目數(shù))的第一多孔金屬支撐層110單獨成膜時，金屬粉末原料易在基材表面搭橋且不易填充堵塞基材網(wǎng)孔，同時，由于第一多孔金屬支撐層110的厚度小，成膜的孔徑更細(xì)密均勻且粉料利用率高，因此所得分離層400的氣通量大，過濾精度高，這樣的分離層400再與氣通量和強度均更優(yōu)異的第二多孔金屬支撐層210復(fù)合，則可在保持分離層400氣通量和過濾精度的優(yōu)勢下進(jìn)一步獲得較好的強度，從而得到過濾性能優(yōu)異的燒結(jié)多孔金屬薄膜。

所述的第一多孔金屬支撐層110優(yōu)選采用但是不限于采用金屬絲網(wǎng)、金屬纖維氈、金屬篩網(wǎng)、沖孔網(wǎng)、斜拉網(wǎng)中的任意一種。

所述的第二多孔金屬支撐層210優(yōu)選采用但是不限于采用金屬絲網(wǎng)、金屬纖維氈、金屬篩網(wǎng)、沖孔網(wǎng)、斜拉網(wǎng)中的任意一種。

僅在增強層200的一側(cè)重疊放置前驅(qū)層100，并且將坯體的總厚度控制在0.55～1.3mm，以在確保強度的前提下獲得較低的過濾阻力以及較高的柔性。

本發(fā)明的坯體的制備方法的第一實施例用以制備上述第一實施例的坯體，該坯體的制備方法包括以下步驟：

(1)獲取料液和第一多孔金屬支撐層110；

其中，所述料液具體由金屬粉末原料、分散劑和粘接劑構(gòu)成，其中，金屬粉末原料用于粉末冶金，可以包括任何一種單質(zhì)粉或合金粉，也可以包括任何幾種單質(zhì)粉或合金粉，也可以是單質(zhì)粉與合金粉的組合。

一種可選的料液獲取方法為：金屬粉末原料采用鎳粉和鉻粉，鎳粉的含量為60～80wt％，余量為鉻粉；首先將鎳粉和鉻粉置于混料機中均勻混料8h備用；然后以PVB為粘接劑，水為分散劑，配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的PVB溶液；按照300g/L的料液比將金屬粉末原料與PVB溶液混合并在350～600轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下攪拌30～60分鐘，攪拌完成后采用200目篩網(wǎng)進(jìn)行過濾后得到料液。所述的“200目”是指篩分時允許粒度≤75μm的顆粒物通過。

(2)將料液附著于第一多孔金屬支撐層110上，干燥后得到前驅(qū)層100；

附著料液的方式為拉漿、涂布、浸漬或噴涂中的任意一種。

優(yōu)選采用的方式為拉漿，可以但是不限于采用中國發(fā)明專利CN106311554A或CN106311553A公開的過濾材料的生產(chǎn)設(shè)備。

優(yōu)選對前驅(qū)層100進(jìn)行壓制以提升金屬粉末原料的堆積密度，使燒結(jié)得到的金屬過濾層130的平均孔徑更小且更均勻。

(3)獲取與前驅(qū)層100形狀匹配的增強層200，所述增強層200具有第二多孔金屬支撐層210；

(4)將前驅(qū)層100和增強層200重疊并壓制，即得到坯體；

通過壓制可以加強前驅(qū)層100和增強層200的貼合，便于燒結(jié)過程中的元素擴(kuò)散，提升分離層400和增強層200的結(jié)合力。

僅在增強層200的一側(cè)重疊放置前驅(qū)層100，這樣可以進(jìn)一步降低過濾阻力，并保持較好的柔性，便于加工制造為所需形狀的濾芯。

圖2為本發(fā)明的坯體的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，在第一實施例的基礎(chǔ)上，第二實施例的坯體進(jìn)一步包括：粘接層300，所述粘接層300設(shè)于前驅(qū)層100和增強層200之間，所述前驅(qū)層100、粘接層300和增強層200重疊后通過壓制連接為一體。由此，便于將前驅(qū)層100和增強層200連接。

本發(fā)明的坯體的制備方法的第二實施例用以制備上述第二實施例的坯體，在第一實施例的基礎(chǔ)上，該坯體的制備方法進(jìn)一步包括以下步驟：在增強層200的表面涂覆一層粘接層300，然后將前驅(qū)層100貼合于粘接層300上，干燥后進(jìn)行壓制，即得到坯體。由此，通過粘接層300進(jìn)行預(yù)固定，有助于防止壓制過程中錯位。

上述的壓制優(yōu)選采用但是不限于采用軋制機、模壓機、等靜壓機等設(shè)備進(jìn)行壓制。

圖3為本發(fā)明的燒結(jié)多孔金屬薄膜的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖3所示，該燒結(jié)多孔金屬薄膜具有分離層400和增強層200，所述分離層400具有第一多孔金屬支撐層110和附著于第一多孔金屬支撐層110表面的金屬過濾層130，所述增強層200具有第二多孔金屬支撐層210，所述第二多孔金屬支撐層210具有大于第一多孔金屬支撐層110的強度和/或氣通量，增強層200與分離層400重疊設(shè)置。僅在增強層200的一側(cè)重疊設(shè)置有分離層400，使用時，分離層400位于迎風(fēng)面。

該燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法的實施例為包括以下步驟：

(1)獲取第一實施例或第二實施例的坯體；或獲取由第一實施例或第二實施例的坯體的制備方法制備得到的坯體；

(2)將坯體燒結(jié)，燒結(jié)過程使得坯體中的涂層120轉(zhuǎn)化為金屬過濾層130，即得到燒結(jié)多孔金屬薄膜。

當(dāng)采用上述的料液時，優(yōu)選的燒結(jié)工藝為：第一階段從室溫升溫至120～250℃并保溫120～180分鐘，第二階段升溫至500～600℃并保溫60～240分鐘，第三階段升溫至900～1090℃并保溫90～240分鐘。

由于涂層120、第一多孔金屬支撐層110、第二多孔金屬支撐層210均含有金屬元素，因此分離層400與增強層200的界面可以通過冶金結(jié)合。

由于粘接劑在高溫?zé)Y(jié)過程中被分解，因此由第一實施例和第二實施例的坯體燒結(jié)得到的燒結(jié)多孔金屬薄膜具有相同的結(jié)構(gòu)。

為了控制較好的過濾效果，優(yōu)選使所述分離層400的過濾精度≤10mg/m 3，攔截的最小粉末粒徑≤0.1μm。

本發(fā)明的除塵方法的實施例為采用上述實施例的燒結(jié)多孔金屬薄膜對待過濾氣體進(jìn)行過濾。

優(yōu)選但是不限于將燒結(jié)多孔金屬薄膜卷制為管狀的濾芯并置于高溫含塵氣體處理系統(tǒng)中的除塵器或過濾器內(nèi)使用。

以上對本發(fā)明的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了說明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在基于這些說明的情況下將能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明?；诒景l(fā)明的上述內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

坯體和燒結(jié)多孔金屬薄膜的制備方法以及除塵方法.pdf