本發(fā)明涉及多孔不銹鋼管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種管式膜分離系統(tǒng)用不銹鋼生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
多孔不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和優(yōu)異的物理和力學(xué)性能，在過濾、流體分散、熱能、生物材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用市場。目前公知的多孔不銹鋼的制備方法主要是粉末冶金法，存在孔結(jié)構(gòu)（孔徑、孔隙率）控制困難、工藝復(fù)雜、能耗高的不足。
放電等離子燒結(jié)（sparkplasmasintering，簡稱sps）是制備材料的一種新技術(shù)，具有升溫速度快、燒結(jié)時間短、壓力燒結(jié)等特點，用于制備金屬材料、陶瓷材料、復(fù)合材料等。
造孔劑技術(shù)是粉末冶金多孔材料制備中采用的一種方法，可去除性是造孔劑的重要性質(zhì)，目前常用的造孔劑有兩類，一是有燒結(jié)過程中去除的，如可分解及燃燒的碳酸銨及有機(jī)物等；二是燒結(jié)后去除的，如可溶于水或有機(jī)溶劑、可水解的鹽等。
但是在不銹鋼管的技術(shù)領(lǐng)域中，現(xiàn)有的放電等離子燒結(jié)技術(shù)生產(chǎn)的多孔不銹鋼管對于內(nèi)表面的處理還達(dá)不到管式分離系統(tǒng)對多孔不銹鋼管的工藝要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種一種管式膜分離系統(tǒng)用不銹鋼生產(chǎn)工藝，能夠解決管式膜分離系統(tǒng)對不銹鋼管內(nèi)表面的要求。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：本發(fā)明所涉及一種管式膜分離系統(tǒng)用不銹鋼管生產(chǎn)工藝，其特征在于，依次按如下步驟，
步驟a、采用放電等離子燒結(jié)工藝制得不銹鋼圓坯；
步驟b、使用斜軋穿孔機(jī)對不銹鋼圓坯進(jìn)行穿孔形成毛管，采用軋管機(jī)組將毛管制成不銹鋼管坯，使得管坯內(nèi)外徑達(dá)到工藝設(shè)計的要求；
步驟c、對步驟b得到的不銹鋼管坯的內(nèi)、外表面進(jìn)行整體修磨，使得不銹鋼管坯的外徑和壁厚達(dá)到設(shè)計要求；并切管成所需要的長度；
步驟d、對步驟c處理后的不銹鋼管進(jìn)行矯直、檢驗，以達(dá)到工藝設(shè)計的要求；
步驟e、對步驟d處理后的不銹鋼管進(jìn)行表面清洗，并進(jìn)行干燥；
步驟f、對步驟e處理后的不銹鋼管酸洗鈍化、中和、水洗、干燥；
步驟h、對步驟f處理后的不銹鋼管進(jìn)行檢驗，檢驗合格后進(jìn)行包裝、噴標(biāo)入庫。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，步驟a中所述的采用放電等離子燒結(jié)工藝制得不銹鋼圓坯，依次按如下步驟：
步驟a1、按工藝設(shè)計的要求計算不銹鋼圓坯的體積和孔隙率，并計算不銹鋼粉末和造孔劑的所需量，并進(jìn)行混合60～120min；所述圓坯的體積為不銹鋼粉末體積與造孔劑體積之和；孔隙率為造孔劑體積與圓坯體積的比值；
步驟a2、將步驟a1得到的混合粉末在溫度在1000～1050℃的條件下進(jìn)行放電等離子燒結(jié)20～25min，得到燒結(jié)體；
步驟a3、將步驟a2得到的燒結(jié)體，在常溫的水中冷卻，再用水沖洗，使得造孔劑完全溶解或水解，使得造孔劑完全溶解或水解，得到多孔不銹鋼圓坯。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，步驟e中，所述的表面清洗將不銹鋼管浸入到表面清洗溶液中，處理溫度為70～80℃，浸泡5～10分鐘；所述的表面清洗溶液中含有氫氧化鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、硅酸鈉；所述氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為8～12%，所述碳酸氫鈉的質(zhì)量百分比為1.5～2.5%，所述磷酸鈉的質(zhì)量百分比為3～4%，所述硅酸鈉的質(zhì)量百分比為1～2%，余量為水。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，步驟f中，所述的酸洗鈍化是將不銹鋼管銹鋼管置于化學(xué)酸洗鈍化溶劑中，室溫下處理30～60min，所用的化學(xué)鈍化溶劑包括硝酸300～500g/l，重鉻酸鈉20～30g/l；步驟f中所述的中和是經(jīng)過鈍化的不銹鋼取出后放入30～50g/l的碳酸鈉溶液中，室溫處理1min。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，步驟f中，所述的中和工藝中所使用的是氨水，ph值為10-12。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述的不銹鋼粉末為市售的304、304l、316、316l或321不銹鋼粉末。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述不銹鋼粉末的粒度為30～70μm、純度為98.8～99.9%。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述步驟（1）造孔劑熔點高于750℃，在放電等離子燒結(jié)工藝燒結(jié)溫度范圍內(nèi)不會發(fā)生熱分解，粒度為75～1000μm，純度≥98%。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述的造孔劑為k2co3、srso4或bac2。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所涉及的一種管式膜分離系統(tǒng)用不銹鋼管生產(chǎn)工藝，可通過對不銹鋼粉末、孔隙率及孔徑進(jìn)行控制，利用放電等離子燒結(jié)工藝的燒結(jié)作用以及造孔劑的溶解或水解，可實現(xiàn)不銹鋼管中孔徑的可控，實現(xiàn)多孔不銹鋼管的制備。制備的多孔不銹鋼管具有成本低、工藝簡單穩(wěn)定高效、孔孔結(jié)構(gòu)可控等特點，可實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實施例一
本實用所涉及的一種管式膜分離系統(tǒng)用不銹鋼管生產(chǎn)工藝，依次按如下步驟，
步驟a、采用放電等離子燒結(jié)工藝制得不銹鋼圓坯；
本實施例中制造不銹鋼圓坯是將高熔點的水溶（解）性鹽作為造孔劑，與不銹鋼粉末混合后進(jìn)行放電等離子燒結(jié)，再用水溶（解）的方法處理除去造孔劑，實現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)可控的多孔不銹鋼制備。
步驟b、使用斜軋穿孔機(jī)對不銹鋼圓坯進(jìn)行穿孔形成毛管，采用軋管機(jī)組將毛管制成不銹鋼管坯，使得管坯內(nèi)外徑達(dá)到工藝設(shè)計的要求；
步驟c、對步驟b得到的不銹鋼管坯的內(nèi)、外表面進(jìn)行整體修磨，使得不銹鋼管坯的外徑和壁厚達(dá)到設(shè)計要求；并切管成所需要的長度；
步驟d、對步驟c處理后的不銹鋼管進(jìn)行矯直、檢驗，以達(dá)到工藝設(shè)計的要求。
步驟e、對步驟d處理后的不銹鋼管進(jìn)行表面清洗，并進(jìn)行干燥；表面清洗將不銹鋼管浸入到表面清洗溶液中，處理溫度為70℃，浸泡10分鐘；所述的表面清洗溶液中含有氫氧化鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、硅酸鈉；所述氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為8%，所述碳酸氫鈉的質(zhì)量百分比為1.5%，所述磷酸鈉的質(zhì)量百分比為3%，所述硅酸鈉的質(zhì)量百分比為1%，余量為水。
步驟f、對步驟e處理后的不銹鋼管酸洗鈍化、中和、水洗、干燥；酸洗鈍化是將不銹鋼管銹鋼管置于化學(xué)酸洗鈍化溶劑中，室溫下處理30min，所用的化學(xué)鈍化溶劑包括硝酸300g/l，重鉻酸鈉20g/l；步驟f中所述的中和是經(jīng)過鈍化的不銹鋼取出后放入30g/l的碳酸鈉溶液中，室溫處理1min。中和工藝中所使用的是氨水，ph值為10。
步驟h、對步驟f處理后的不銹鋼管進(jìn)行檢驗，檢驗合格后進(jìn)行包裝、噴標(biāo)入庫。
步驟a中所述的采用放電等離子燒結(jié)工藝制得不銹鋼圓坯，依次按如下步驟：
步驟a1、按工藝設(shè)計的要求計算不銹鋼圓坯的體積和孔隙率，并計算不銹鋼粉末和造孔劑的所需量，并進(jìn)行混合60min；所述圓坯的體積為不銹鋼粉末體積與造孔劑體積之和；孔隙率為造孔劑體積與圓坯體積的比值。
確定孔隙率為30%，即造孔劑的體積占整個圓坯的體積的百分比為30%，不銹鋼粉末所占的體積百分比為70%。按照此比例量取造孔劑和不銹鋼粉末，并將兩種粉末均勻混合。
所選用的不銹鋼粉末為市售的304、304l、316、316l或321中的一種不銹鋼粉末，本實施例選用的為304不銹鋼粉末。所述不銹鋼粉末的粒度為30μm、純度為98.8～99.9%。
造孔劑熔點高于750℃，在放電等離子燒結(jié)工藝燒結(jié)溫度范圍內(nèi)不會發(fā)生熱分解，粒度為75～1000μm，純度≥98%。造孔劑為k2co3、srso4或bac2中的一種，本實施例中選用bac2。
步驟a2、將步驟a1得到的混合粉末在溫度在1000℃的條件下進(jìn)行放電等離子燒結(jié)25min，得到燒結(jié)體。
放電等離子燒結(jié)是一種快速、低溫、節(jié)能、環(huán)保的材料加工制備新技術(shù)。該技術(shù)是對承壓導(dǎo)電模具加上可控脈沖電流，即在加壓粉體顆粒之間直接通入直流脈沖電能，由焦耳熱導(dǎo)致顆粒生熱及在顆粒內(nèi)部與表面產(chǎn)生溫差，實現(xiàn)燒結(jié)頸的形成、擴(kuò)展和致密化，有強(qiáng)化燒結(jié)的作用。
步驟a3、將步驟a2得到的燒結(jié)體，在常溫的水中冷卻，再用水沖洗，使得造孔劑完全溶解或水解，使得造孔劑完全溶解或水解，得到多孔不銹鋼圓坯。
造孔劑在燒結(jié)溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性，即在燒結(jié)過程中不發(fā)生分解穩(wěn)定地存在。
造孔劑的熱穩(wěn)定性，srso4從室溫至1100℃范圍內(nèi)的熱物理性能非常穩(wěn)定，可以滿足其在燒結(jié)過程中安全、穩(wěn)定地存在。bac2加熱到1750℃時發(fā)生分解，在sps燒結(jié)的溫度范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定存在。
在進(jìn)行sps燒結(jié)時，造孔劑能穩(wěn)定存在，且不與其他成分發(fā)生反應(yīng)，其存在位置即為產(chǎn)品形成孔的位置。
對于水溶性造孔劑，可通過水熔解的方法去除。例如，室溫下1gsrso4溶于約8800ml水，利用水溶的方法將燒結(jié)混合體水洗30~180min，可達(dá)到除去造孔劑的目的。
對于水解性造孔劑，可通過水解反應(yīng)的方法去除造孔劑。例如，bac2的水解化學(xué)反應(yīng)為：bac2+h2o=ba(oh)2+c2h2↑，反應(yīng)產(chǎn)物ba(oh)2易溶于水（20℃時，1克ba(oh)2溶于14ml水中），通過bac2的水解及其后ba(oh)2的水溶除，達(dá)到除去造孔劑bac2的目的。
由于造孔劑不與不銹鋼反應(yīng)，燒結(jié)過程中不會發(fā)生熱分解，故造孔劑的體積分?jǐn)?shù)不銹鋼的孔隙率，由此實現(xiàn)對孔隙率的控制?？讖降拇笮∨c造孔劑粒度的大小相當(dāng)，通過造孔劑粒度范圍的控制，實現(xiàn)對孔徑范圍的控制。
實施例二
本實用所涉及的一種管式膜分離系統(tǒng)用不銹鋼管生產(chǎn)工藝，依次按如下步驟，
步驟a、采用放電等離子燒結(jié)工藝制得不銹鋼圓坯；
本實施例中制造不銹鋼圓坯是將高熔點的水溶（解）性鹽作為造孔劑，與不銹鋼粉末混合后進(jìn)行放電等離子燒結(jié)，再用水溶（解）的方法處理除去造孔劑，實現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)可控的多孔不銹鋼制備。
步驟b、使用斜軋穿孔機(jī)對不銹鋼圓坯進(jìn)行穿孔形成毛管，采用軋管機(jī)組將毛管制成不銹鋼管坯，使得管坯內(nèi)外徑達(dá)到工藝設(shè)計的要求；
步驟c、對步驟b得到的不銹鋼管坯的內(nèi)、外表面進(jìn)行整體修磨，使得不銹鋼管坯的外徑和壁厚達(dá)到設(shè)計要求；并切管成所需要的長度；
步驟d、對步驟c處理后的不銹鋼管進(jìn)行矯直、檢驗，以達(dá)到工藝設(shè)計的要求。
步驟e、對步驟d處理后的不銹鋼管進(jìn)行表面清洗，并進(jìn)行干燥；表面清洗將不銹鋼管浸入到表面清洗溶液中，處理溫度為80℃，浸泡5分鐘；所述的表面清洗溶液中含有氫氧化鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、硅酸鈉；所述氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為12%，所述碳酸氫鈉的質(zhì)量百分比為2.5%，所述磷酸鈉的質(zhì)量百分比為4%，所述硅酸鈉的質(zhì)量百分比為2%，余量為水。
步驟f、對步驟e處理后的不銹鋼管酸洗鈍化、中和、水洗、干燥；酸洗鈍化是將不銹鋼管銹鋼管置于化學(xué)酸洗鈍化溶劑中，室溫下處理60min，所用的化學(xué)鈍化溶劑包括硝酸500g/l，重鉻酸鈉30g/l；步驟f中所述的中和是經(jīng)過鈍化的不銹鋼取出后放入50g/l的碳酸鈉溶液中，室溫處理1min。中和工藝中所使用的是氨水，ph值為12。
步驟h、對步驟f處理后的不銹鋼管進(jìn)行檢驗，檢驗合格后進(jìn)行包裝、噴標(biāo)入庫。
步驟a中所述的采用放電等離子燒結(jié)工藝制得不銹鋼圓坯，依次按如下步驟：
步驟a1、按工藝設(shè)計的要求計算不銹鋼圓坯的體積和孔隙率，并計算不銹鋼粉末和造孔劑的所需量，并進(jìn)行混合120min；所述圓坯的體積為不銹鋼粉末體積與造孔劑體積之和；孔隙率為造孔劑體積與圓坯體積的比值。
確定孔隙率為30%，即造孔劑的體積占整個圓坯的體積的百分比為40%，不銹鋼粉末所占的體積百分比為60%。按照此比例量取造孔劑和不銹鋼粉末，并將兩種粉末均勻混合。
所選用的不銹鋼粉末為市售的304、304l、316、316l或321不銹鋼粉末。本實施例中所選用的為316l；不銹鋼粉末的粒度為30～70μm、純度為98.8～99.9%。
造孔劑熔點高于750℃，在放電等離子燒結(jié)工藝燒結(jié)溫度范圍內(nèi)不會發(fā)生熱分解，粒度為75～1000μm，純度≥98%。造孔劑為k2co3、srso4或bac2中的一種，本實施例中所選用的為、srso4。
步驟a2、將步驟a1得到的混合粉末在溫度在1000～1050℃的條件下進(jìn)行放電等離子燒結(jié)25min，得到燒結(jié)體。
步驟a3、將步驟a2得到的燒結(jié)體，在常溫的水中冷卻，再用水沖洗，使得造孔劑完全溶解或水解，得到多孔不銹鋼圓坯。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。