CN105817618B - 一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法 - Google Patents
一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105817618B CN105817618B CN201610182798.5A CN201610182798A CN105817618B CN 105817618 B CN105817618 B CN 105817618B CN 201610182798 A CN201610182798 A CN 201610182798A CN 105817618 B CN105817618 B CN 105817618B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compression leg
- metal fiber
- inner sleeve
- leg block
- polyporous material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009954 braiding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 50
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 50
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 26
- 238000004826 seaming Methods 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021343 molybdenum disilicide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 239000003519 biomedical and dental material Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000005049 combustion synthesis Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002993 sponge (artificial) Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/002—Manufacture of articles essentially made from metallic fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/11—Making porous workpieces or articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，涉及材料制备方法，尤其涉及一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法。本发明要解决现有金属纤维多孔材料的制备方法，在制备不同气孔率的金属多孔材料时，要反复烧结多次，存在能源消耗大且浪费时间的问题。一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法以下步骤进行：一、将金属纤维先进行螺旋缠绕、折叠编织和冷压处理，得到n个直径与内套上通孔的直径相等的圆柱形多孔材料预制块；二、将步骤一得到的n个圆柱形多孔材料预制块，装入模具中；三、加压；四、烧结；五、降温，同时得到不同孔隙率的金属纤维多孔材料。本发明应用于金属纤维多孔材料的制备和生产领域。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备方法，尤其涉及一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法。
背景技术
多孔金属材料是近年来迅速发展起来的一种具有优异物理特性和力学性能的新型复合材料。根据其孔洞的形态,可以将多孔金属材料分为独立孔洞型的和连续孔洞型两大类。因多孔金属材料拥有比重小、刚度大、比表面积高、减震性好、消音降噪效果优良、电磁屏蔽性能高等特点。作为功能材料，目前主要应用于催化剂载体、高温液体过滤器、原子能、电化学、石油化工、冶金、医药、热交换器等领域。作为结构材料，主要应用于航空、机械、建筑等领域。
制造金属多孔材料的方法主要包括金属堆积烧结法、添加造孔剂法、浆料发泡烧结法、模板法、熔模铸造法、燃烧合成法等。其中，金属堆积烧结法是将堆积的空心球(或粉末)进行高温烧结，通过高温扩散形成冶金结合制备多孔金属的方法。添加造孔剂技术是将造孔剂与金属粉按一定比例混合，再烧结前或烧结后通过加热(或溶解)等方法去除造孔剂，进而获得多孔结构。浆料发泡法是以金属粉末为原料，通过添加发泡剂等配成浆料，再加入模具中进行加热，由于添加剂和发泡剂的作用产生气体膨胀，经烧结后可获得多孔金属。模板法是指以海绵为模板，将金属浆料浸渍于模板中，待干燥后再加热除去模板，最后经高温烧结获得多孔金属。熔模铸造法是将高熔点液态材料充入海绵状泡沫塑料孔隙中固化，整体加热使塑料组分蒸发，进而获得海绵孔隙结构，再将液态金属浇入铸型中冷却和凝固，去除高熔点材料，最终获得多孔金属。燃烧合成法是利用化学反应自身释放的热量制备材料的新工艺。在上述方法中，通常所制备的材料多为独立型多孔材料，即为闭孔材料。空隙率通常20％～50％，且孔隙分布难以精准控制。作为闭孔材料，其孔径分布、孔径尺寸等不可控因素将严重制约金属多孔材料在工程应用的广泛开展，如过滤材料、生物医学材料以及催化剂材料等领域。因此如何开展贯通性开孔材料变得更有意义。
目前，贯通性开孔金属材料受到研究学者和制作商的急切关注，将是本世纪最具有研究意义和广泛应用前景的复合材料之一。作为贯通性多孔材料的主要制造方法包括有机泡沫浸渍法和金属纤维烧结法等。李众利等利用有机泡沫浸渍法制备了类松质骨结构的钛合金多孔材料。其中聚氨酯泡沫孔径为200～600μm，孔隙率50％～70％的三维连通多孔结构。利用钛粉为原材料，经过烧结后获得的多孔钛具有三维网络结构，孔隙率50％～60％，其弹性模量为0.6～0.7GPa。但该方法获得的存在着连通孔的闭塞率较高,整体强度不均匀等问题。而金属纤维烧结法则是利用金属纤维缠绕成型，冷压致密化处理，再进行高温烧结即可获得金属纤维多孔材料。此方法虽然获得了气孔率可控的多孔材料，但通常所使用的模具较为简单，如要制备出不同气孔率的金属多孔材料，则需要反复烧结多次。这样将造成材料制造成本明显增加，能源消耗大，而且费时费力。
发明内容
本发明为解决现有金属纤维多孔材料的制备方法，在制备不同气孔率的金属多孔材料时，要反复烧结多次，存在能源消耗大且浪费时间的问题，而提出一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法。
本发明方法采用金属纤维多孔材料烧结模具包括：外套2、上压头1、下压头6、内套5以及压柱块组合构件，外套2为具有一定壁厚的圆筒；上压头1是一个与外套2内径相匹配的圆柱体；下压头6为同轴的三段圆柱体构成，上圆柱的直径与外套2内径相匹配，中圆柱的直径与外套2外径相等，三段圆柱中下圆柱的直径最小；内套5为带有通孔的圆柱体，其外径与外套2的内径相匹配；压柱块组合构件包括上压柱块3和下压柱块7两组，每组压柱块均为圆柱体，上压柱块3、下压柱块7的个数与内套5上通孔的个数的相同，其直径与内套5上通孔的直径匹配，上压柱块3、下压柱块7的长度可因需要改变。
所述模具的材质为高强度石墨、连续编织碳纤维增强的氮化硅、碳化硅或氧化铝；
所述内套5上的通孔按中心对称分布，设计成5孔、9孔、17孔或33孔；
所述内套5上的通孔的轴线方向与内套5轴线方向的夹角成1～2°；
所述外套2与下压头6在装配时，采用过盈配合方式；
所述外套2的壁厚为30～40mm，内套5上通孔的长度尺寸为10～50mm；
所述下压头6的下圆柱直径与加压台上卡槽的内径相匹配；
所述外套2的外径为170～180mm，外套2的内径为100～110mm；
所述内套5的高度为110～120mm，上压柱块3、下压柱块7的高度为5～30mm。
一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，按以下步骤进行：
步骤一、将金属纤维先进行螺旋缠绕处理后，再进行折叠编织冷压处理，最终得到n个直径与内套上通孔的直径相等的圆柱形多孔材料预制块4，n的取值范围：2≤n≤33；
步骤二、将步骤一得到的n个圆柱形多孔材料预制块4夹在上压柱块3、下压柱块7之间，竖直放置在内套5上的通孔内，所述上压柱块3、下压柱块7和多孔材料预制块4的总高度超出内套5高度的1/5～1/3；
步骤三、同时向金属纤维多孔材料烧结模具的上压头1、下压头6施加压力，压力范围：0.1～10t；作用时间为0.5～1.2h；
步骤四、对多孔材料预制块4施加压力后在气体保护下加热烧结0.5～2h；
步骤五、降到室温后，同时得到不同孔隙率的金属纤维多孔材料。
本发明包括以下有益效果：
1、采用本发明所述方法在一次烧结过程中，可制备出不同孔隙率的金属多孔材料，既能节约时间，又能节省能源；
2、采用本发明所述方法可制造大直径的金属纤维多孔材料；
3、采用本发明所述方法制备出金属多孔材料，孔隙率可精确控制，孔隙率控制范围为30～80％，通孔率可达到100％。
附图说明
图1为本方法所使用的金属纤维多孔材料烧结用模具整体装配结构图；
其中，1为上压头，2为外套，3为上压柱块，4为多孔材料预制件，5为内套，6为下压头，7为下压柱块。
图2为内套的俯视图；
图3为内套A-A面的剖面图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合图1至图3和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
具体实施方式一、本实施方式所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，涉及的金属纤维多孔材料烧结模具包括：外套2、上压头1、下压头6、内套5以及压柱块组合构件，外套2为具有一定壁厚的圆筒；上压头1是一个与外套2内径相匹配的圆柱体；下压头6为同轴的三段圆柱体构成，上圆柱的直径与外套2内径相匹配，中圆柱的直径与外套2外径相等，三段圆柱中下圆柱的直径最小；内套5为带有通孔的圆柱体，其外径与外套2的内径相匹配；压柱块组合构件包括上压柱块3和下压柱块7两组，每组压柱块均为圆柱体，上压柱块3、下压柱块7的个数与内套5上通孔的个数的相同，其直径与内套5上通孔的直径匹配，上压柱块3、下压柱块7的长度可因需要改变。
所述模具的材质为高强度石墨、连续编织碳纤维增强的氮化硅、碳化硅或氧化铝；
所述内套5上的通孔按中心对称分布，设计成5孔、9孔、17孔或33孔；
所述内套5上的通孔的轴线方向与内套5轴线方向的夹角成1～2°；
所述外套2与下压头6在装配时，采用过盈配合方式；
所述外套2的壁厚为30～40mm，内套5上通孔的长度尺寸为10～50mm；
所述下压头6的下圆柱直径与加压台上卡槽的内径相匹配；
所述外套2的外径为170～180mm，外套2的内径为100～110mm；
所述内套5的高度为110～120mm，上压柱块3、下压柱块7的高度为5～30mm，见图1至图3。
一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，按以下步骤进行：
步骤一、将金属纤维先进行螺旋缠绕处理后，再进行折叠编织冷压处理，最终得到n个直径与内套上通孔的直径相等的圆柱形多孔材料预制块4，n的取值范围：2≤n≤33；
步骤二、将步骤一得到的n个圆柱形多孔材料预制块4夹在上压柱块3、下压柱块7之间，竖直放置在内套5上的通孔内，所述上压柱块3、下压柱块7和多孔材料预制块4的总高度超出内套5高度的1/5～1/3；
步骤三、同时向金属纤维多孔材料烧结模具的上压头1、下压头6施加压力，压力范围：0.1～10t；作用时间为0.5～1.2h；
步骤四、对多孔材料预制块4施加压力后在气体保护下加热烧结0.5～2h；
步骤五、降到室温后，同时得到不同孔隙率的金属纤维多孔材料。
本实施方式包括以下有益效果：
1、采用本实施方式所述方法在一次烧结过程中，可制备出不同孔隙率的金属多孔材料，既能节约时间，又能节省能源；
2、采用本实施方式所述方法可制造大直径的金属纤维多孔材料；
3、采用本实施方式所述方法制备出金属多孔材料，孔隙率可精确控制，孔隙率控制范围为30～80％，通孔率可达到100％。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法的进一步说明，步骤一中所述的金属纤维为铝纤维、不锈钢纤维、铁铬铝合金纤维、钛合金纤维、钼纤维或铜纤维，n的取值范围：2≤n≤33，冷压处理时压力范围：0.1～1t。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一或二所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法的进一步说明，步骤二中所述上压柱块3、下压柱块7和内套5上通孔之间涂覆保护性涂料氮化硼或二硅化钼。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一至三之一所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法的进一步说明，步骤三中所述的向金属纤维多孔材料烧结模具的上压头(1)、下压头(6)施加压力时，下压头6位置固定，上压头1向下移动。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一至四之一所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法的进一步说明，步骤四中所述气体为氩气、氢气或氮气。
具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式一至五之一所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法的进一步说明，步骤五中所述室温为20～30℃。
为验证本发明的有益效果，作如下实验：
用钛纤维作为原料，使用本实用新型所述的模具烧结钛纤维多孔材料，同时制备出5组，每组3件，不同气孔率的钛纤维多孔材料，经检测实验得到的钛纤维多孔材料，孔隙尺寸为200～700μm，孔隙率为50％～60％，压缩屈服强度为160～220MPa，弹性模量为3.8～4.2Gpa，具有独特的三维贯通孔结构，开孔率为100％，贯通尺寸、孔隙尺寸和孔结构完全满足作为生物医学材料植入体的性能要求。
Claims (6)
1.一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，所述方法采用金属纤维多孔材料烧结模具来实现，其主要包括外套(2)、上压头(1)、下压头(6)、内套(5)以及压柱块组合构件，外套(2)为具有一定壁厚的圆筒；上压头(1)是一个与外套(2)内径相匹配的圆柱体；下压头(6)为同轴的三段圆柱体构成，上圆柱的直径与外套(2)内径相匹配，中圆柱的直径与外套(2)外径相等，三段圆柱中下圆柱的直径最小；内套(5)为带有通孔的圆柱体，其外径与外套(2)的内径相匹配；压柱块组合构件包括上压柱块(3)和下压柱块(7)两组，每组压柱块均为圆柱体，上压柱块(3)、下压柱块(7)的个数与内套(5)上通孔的个数相同，其直径与内套(5)上通孔的直径匹配，上压柱块(3)、下压柱块(7)的长度可因需要改变；
所述模具的材质为高强度石墨、连续编织碳纤维增强的氮化硅、碳化硅或氧化铝；
所述内套(5)上的通孔按中心对称分布，设计成5孔、9孔、17孔或33孔；
所述内套(5)上的通孔的轴线方向与内套(5)轴线方向的夹角成1～2°；
所述外套(2)与下压头(6)在装配时，采用过盈配合方式；
所述外套(2)的壁厚为30～40mm，内套(5)上通孔的长度尺寸为10～50mm；
所述下压头(6)的下圆柱直径与加压台上卡槽的内径相匹配；
所述外套(2)的外径为170～180mm，外套(2)的内径为100～110mm；
所述内套(5)的高度为110～120mm，上压柱块(3)、下压柱块(7)的高度为5～30mm；
其特征在于所述方法是按以下步骤进行的：
步骤一、将金属纤维先进行螺旋缠绕处理后，再进行折叠编织冷压处理，最终得到n个直径与内套上通孔的直径相等的圆柱形多孔材料预制块(4)，n的取值范围：2≤n≤33；
步骤二、将步骤一得到的n个圆柱形多孔材料预制块(4)夹在上、下压柱块之间，竖直放置在内套(5)上的通孔内，所述上压柱块(3)、下压柱块(7)和多孔材料预制块(4)的总高度超出内套(5)高度的1/5～1/3；
步骤三、同时向金属纤维多孔材料烧结模具的上压头(1)、下压头(6)施加压力，压力范围：0.1～10t；作用时间为0.5～1.2h；
步骤四、对多孔材料预制块施加压力后在气体保护下加热烧结0.5～2h；
步骤五、降到室温后，同时得到不同孔隙率的金属纤维多孔材料。
2.如权利要求1所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，其特征在于步骤一中所述的金属纤维为铝纤维、不锈钢纤维、铁铬铝合金纤维、钛合金纤维、钼纤维或铜纤维，冷压处理时压力范围：0.1～1t。
3.如权利要求1或2所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，其特征在于步骤二中所述上压柱块(3)、下压柱块(7)和内套(5)上通孔之间涂覆保护性涂料氮化硼或二硅化钼。
4.如权利要求3所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，其特征在于步骤三中所述的向金属纤维多孔材料烧结模具的上压头(1)、下压头(6)施加压力时，下压头(6)位置固定，上压头(1)向下移动。
5.如权利要求4所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，其特征在于步骤四中所述气体为氩气、氢气或氮气。
6.如权利要求5所述的一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法，其特征在于步骤五中所述室温为20～30℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610182798.5A CN105817618B (zh) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | 一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610182798.5A CN105817618B (zh) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | 一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105817618A CN105817618A (zh) | 2016-08-03 |
| CN105817618B true CN105817618B (zh) | 2017-11-03 |
Family
ID=56524910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610182798.5A Expired - Fee Related CN105817618B (zh) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | 一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105817618B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108907186A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-11-30 | 合肥卓汇新材料科技有限公司 | 一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107052730A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-08-18 | 江苏大学 | 一种复合沟槽管制造方法 |
| CN107831297B (zh) * | 2017-07-12 | 2023-09-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 高温高压原油裂解成气模拟实验装置及方法 |
| CN108926908B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-06-19 | 安徽东大滤材有限公司 | 一种耐腐高强度金属纤维毡的制备方法 |
| CN110970150B (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-28 | 南方科技大学 | 液态金属/聚合物复合材料及其制备方法和电子器件 |
| CN111334726B (zh) * | 2020-03-27 | 2021-10-19 | 广东工业大学 | 一种用折弯结构铝合金丝制备的金属纤维多孔材料及其制备方法和应用 |
| CN111644599B (zh) * | 2020-06-10 | 2022-04-12 | 广东科学技术职业学院 | 一种三维连续网络结构石墨/铸钢复合材料及其制备方法 |
| CN116275022A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-06-23 | 华南理工大学 | 一种超高强韧性多孔Ti基记忆合金复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3087233A (en) * | 1960-11-16 | 1963-04-30 | Fram Corp | Pervious metal fiber material and method of making the same |
| CN201020871Y (zh) * | 2007-04-29 | 2008-02-13 | 西北有色金属研究院 | 一种以钛粉末为原料生产钛粉金属多孔薄钛板的模具 |
| CN102068857A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-05-25 | 王东伟 | 一种金属纤维毡的生产方法 |
| CN104099539B (zh) * | 2014-06-18 | 2016-05-04 | 华南理工大学 | 一种长纤维多孔隙金属材料的制造方法 |
| CN204073703U (zh) * | 2014-06-30 | 2015-01-07 | 成都易态科技有限公司 | 烧结无机多孔材料管式滤芯及其等静压模具 |
| CN204639126U (zh) * | 2015-03-17 | 2015-09-16 | 西安健科新技术开发有限公司 | 一种大规格金属多孔板材的成型模具 |
-
2016
- 2016-03-28 CN CN201610182798.5A patent/CN105817618B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108907186A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-11-30 | 合肥卓汇新材料科技有限公司 | 一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法 |
| CN108907186B (zh) * | 2018-08-15 | 2019-12-06 | 宿州青果知识产权服务有限公司 | 一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105817618A (zh) | 2016-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105817618B (zh) | 一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结方法 | |
| CN102417366B (zh) | 一种孔梯度碳化硅多孔陶瓷及其制备方法 | |
| CN100591644C (zh) | 一种高导热、高强高密的SiC/Cu复相泡沫材料及其制备方法 | |
| CN108213408B (zh) | 一种利用3d打印技术制备具有复杂结构的多孔金属零件的方法 | |
| CN107486559A (zh) | 一种铝基密度梯度材料及其制备方法和应用 | |
| CN104609867B (zh) | 一种选择性激光烧结陶瓷件的致密方法 | |
| CN104001856B (zh) | 钛合金精密铸造用氧化物陶瓷复合型壳的制备方法 | |
| CN101768706B (zh) | 高体积分数金刚石颗粒增强铜基复合材料零件的制备方法 | |
| CN112813584A (zh) | 一种气凝胶纤维填充材料及其制备方法与应用 | |
| CN103060589B (zh) | 一种梯度多孔NiTi形状记忆合金的制备方法 | |
| CN105274379B (zh) | 一种金属多孔材料的制备方法 | |
| CN110079720B (zh) | 一种梯度硬质合金及其制备方法、应用 | |
| CN103130525A (zh) | 一种高韧性多孔SiC陶瓷复杂零件的制备方法 | |
| CN103331434A (zh) | 在金属中制备超大长径比长深通孔的方法 | |
| CN113718156B (zh) | 一种三维预制体结构wc颗粒增强铁基复合材料的制备方法 | |
| CN108264353A (zh) | 一种SiCw/SiC/SiC陶瓷基复合材料的制备方法 | |
| Wang et al. | A novel method of indirect rapid prototyping to fabricate the ordered porous aluminum with controllable dimension variation and their properties | |
| CN113369477A (zh) | 一种孔隙率可调的多孔材料制备方法 | |
| CN109226773A (zh) | 钛合金空心节点球及其制备方法 | |
| US20100320630A1 (en) | Method For Producing A Sintered Body | |
| CN110041081A (zh) | 一种3d打印高温结构陶瓷的后处理方法 | |
| CN205393537U (zh) | 一种贯通性且孔隙率可控的金属纤维多孔材料烧结用模具 | |
| CN105274361B (zh) | 一种钙热还原二氧化钛制备多孔钛的方法 | |
| CN111644599B (zh) | 一种三维连续网络结构石墨/铸钢复合材料及其制备方法 | |
| CN110076325A (zh) | 一种碳泡沫-碳化硅-金属复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171103 |