采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法，其具體步驟為：(1)制備鎳磷合金包覆鐵粉；(2)鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑混合均勻；(3)鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑的混合物涂覆在碳鋼試塊上，厚度為50～300μm；(4)將涂覆后的試塊在空氣中進(jìn)行干燥；(5)試塊放入管式加熱爐中進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚仁堑獨(dú)獯祾?，然后再通人氫氣?6)管式加熱爐達(dá)到300℃時(shí)恒溫10～20min，然后再升溫到900℃熱處理0.5～2小時(shí)，隨爐冷卻，即得到多孔金屬。本發(fā)明制備的多孔金屬孔隙均勻，孔隙率易于控制，多孔層表面覆蓋Ni-P合金后，有較好的耐蝕性能。
【專利說明】采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及多孔金屬【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是一種采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]燒結(jié)型金屬多孔材料是一類具有特殊性能的功能材料，特點(diǎn)是內(nèi)部含有大量連通或半連通的孔隙，廣泛應(yīng)用于航空航天、原子能、交通、石油化工、生物、機(jī)械、醫(yī)療、建筑、環(huán)保等行業(yè)中。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，以及金屬多孔材料兼?zhèn)浣饘偎哂械臋C(jī)械強(qiáng)度高、可焊接、抗腐蝕、耐高溫、易加工等特性，金屬多孔材料呈現(xiàn)了功能性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、新品種不斷涌現(xiàn)、使用空間不斷拓展的景象，其材質(zhì)、制備方法、材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面也有了巨大發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)性能、壽命、成本等各方面要求的提高，燒結(jié)金屬多孔材料正朝著高精度、高效率、低成本、多功能、有序化、梯度化、微細(xì)化方向發(fā)展。
[0003]燒結(jié)金屬粉末多孔材料采用金屬或合金粉末為原料，通過成型和高溫?zé)Y(jié)而成、具有剛性結(jié)構(gòu)的多孔材料，孔隙結(jié)構(gòu)由規(guī)則和不規(guī)則的粉末顆粒堆垛而成，孔隙大小、分布以及孔隙率取決于粉末粒度組成和加工工藝。然而，傳統(tǒng)的粉末燒結(jié)方法有孔隙分布均勻性不易精確控制等缺點(diǎn)。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法，其具體步驟為:
[0007](1)制備鎳磷合金包覆鐵粉；
[0008]所述的粉末由銅基粉末、不銹鋼粉末、陶瓷粉末替換；
[0009](2)鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑混合均勻,鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑的質(zhì)量比為1:1~5 ;
[0010]所述的粘接劑為聚苯乙烯二甲苯溶液,質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為為10~25% ；
[0011](3)鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑的混合物涂覆在碳鋼試塊上，厚度為50~300 μ m ；
[0012](4)將涂覆后的試塊在空氣中進(jìn)行干燥；
[0013](5)試塊放入管式加熱爐中進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，先是氮?dú)獯祾?，然后再通人氫氣?br> [0014](6)管式加熱爐達(dá)到300°C時(shí)恒溫10~20min，然后再升溫到900°C熱處理0.5~2小時(shí)，隨爐冷卻，即得到多孔金屬。
[0015]其中，鎳磷合金包覆鐵粉的制備方法，包括如下步驟:1).將以下組分按比例與去離子水混合:硫酸鎳25~35g/L,次亞磷酸鈉25~35g/L,檸檬酸15~25g/L,醋酸鈉10~20g/L，碘化鉀微量，表面活性劑I~5mg/L，用氫氧化鈉調(diào)整pH值為4~5 ；2).將鐵粉在堿性脫脂浴中進(jìn)行化學(xué)除油，除油溫度70~80°C，時(shí)間5~15min ；3)將除油后的鐵粉浸入質(zhì)量百分比為5%~10%的稀硫酸溶液中I~3min，并用去離子水沖洗；4).步驟I)的鍍液加熱到60°C后,將酸洗活化后的鐵粉加入到鍍液中，加入量為I~10g/L,施鍍溫度為65~75°C，攪拌，使鐵粉懸浮在鍍液中；5).將鍍好后的鐵粉置入干燥箱干燥10~20min，溫度60~100°C,得到鎳磷合金包覆的鐵粉；所述鐵粉的粉末粒徑為50~300 μ m。具體參見中國(guó)專利CN 101537490B。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:
[0017]本發(fā)明制備的多孔金屬孔隙均勻，孔隙率易于控制，多孔層表面覆蓋N1-P合金后，有較好的耐蝕性能。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0018]圖1a為實(shí)施例1的鐵粉表面化學(xué)鍍后的金相照片；
[0019]圖1b為實(shí)施例2的鐵粉表面化學(xué)鍍后的金相照片；
[0020]圖2a是實(shí)施例1制備的多孔金屬表面SEM照片；
[0021]圖2b是實(shí)施例2制備的多孔金屬表面SEM照片。
【【具體實(shí)施方式】】
[0022]以下提供本發(fā)明一種采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法的【具體實(shí)施方式】。
[0023]實(shí)施例1
[0024]1.制備出N1-P合金包覆的復(fù)合鐵基粉末，N1-P鍍層厚度約7 μ m ;
[0025]鎳磷合金包覆鐵粉的制備方法，包括如下步驟:1).將以下組分按比例與去離子水混合:硫酸鎳25~35g/L，次亞磷酸鈉25~35g/L，檸檬酸15~25g/L，醋酸鈉10~20g/L，碘化鉀微量，表面活性劑I~5mg/L，用氫氧化鈉調(diào)整pH值為4~5 ；2).將鐵粉在堿性脫脂浴中進(jìn)行化學(xué)除油，除油溫度70~80°C，時(shí)間5~15min;3)將除油后的鐵粉浸入質(zhì)量百分比為5%~10%的稀硫酸溶液中I~3min，并用去離子水沖洗；4).步驟I)的鍍液加熱到60°C后，將酸洗活化后的鐵粉加入到鍍液中，加入量為I~10g/L，施鍍溫度為65~75°C，攪拌，使鐵粉懸浮在鍍液中；5).將鍍好后的鐵粉置入干燥箱干燥10~20min，溫度60~100°C，得到鎳磷合金包覆的鐵粉；表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。
[0026]2.將有機(jī)粘接劑和步驟I中制備的復(fù)合粉末的混合物均勻涂覆在碳鋼試塊上，涂層厚度為300 μ m，置于空氣中晾干；
[0027]3.將試塊放入管式爐中，通入N2進(jìn)行吹掃，然后通入氫氣；
[0028]4.首先在300°C保溫10分鐘，有機(jī)粘接劑會(huì)發(fā)生分解，然后升溫至900°C熱處理30分鐘后停爐冷卻，得到孔隙率為45%的多孔金屬。
[0029]圖1a為鐵粉表面化學(xué)鍍后的金相照片，可以看出鐵粉經(jīng)化學(xué)鍍后粒徑增大，表面均勻地沉積了一層鎳磷合金。
[0030]圖2a是制備的多孔金屬表面SEM照片。
[0031]實(shí)施例2
[0032]1.制備出N1-P合金包覆的復(fù)合鐵基粉末，N1-P鍍層厚度約8 μ m ;[0033]鎳磷合金包覆鐵粉的制備方法，包括如下步驟:1).將以下組分按比例與去離子水混合:硫酸鎳25~35g/L，次亞磷酸鈉25~35g/L，檸檬酸15~25g/L，醋酸鈉10~20g/L，碘化鉀微量，表面活性劑I~5mg/L，用氫氧化鈉調(diào)整pH值為4~5 ;2).將鐵粉在堿性脫脂浴中進(jìn)行化學(xué)除油，除油溫度70~80°C，時(shí)間5~15min ；3)將除油后的鐵粉浸入質(zhì)量百分比為5%~10%的稀硫酸溶液中I~3min，并用去離子水沖洗；4).步驟I)的鍍液加熱到60°C后，將酸洗活化后的鐵粉加入到鍍液中，加入量為I~10g/L，施鍍溫度為65~75°C，攪拌，使鐵粉懸浮在鍍液中；5).將鍍好后的鐵粉置入干燥箱干燥10~20min，溫度60~100°C，得到鎳磷合金包覆的鐵粉；表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。
[0034]2.將有機(jī)粘接劑和步驟I中制備的復(fù)合粉末的混合物均勻涂覆在碳鋼試塊上，涂層厚度為300 μ m，置于空氣中晾干；
[0035]3.將試塊放入管式爐中，通入N2進(jìn)行吹掃，然后通入氫氣；
[0036]4.首先在300°C保溫20分鐘，有機(jī)粘接劑會(huì)發(fā)生分解，然后升溫至900°C熱處理30分鐘后停爐冷卻，得到孔隙率為45%的多孔金屬。
[0037]圖1b為鐵粉表面化學(xué)鍍后的金相照片，可以看出鐵粉經(jīng)化學(xué)鍍后粒徑增大，表面均勻地沉積了一層鎳磷合金。 [0038]圖2b是制備的多孔金屬表面SEM照片。
[0039]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法，其特征在于，其具體步驟為: (1)制備鎳磷合金包覆鐵粉； (2)鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑混合均勻， (3)鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑的混合物涂覆在碳鋼試塊上，厚度為50~300μ m ; (4)將涂覆后的試塊在空氣中進(jìn)行干燥； (5)試塊放入管式加熱爐中進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚仁堑獨(dú)獯祾?，然后再通人氫氣? (6)管式加熱爐達(dá)到300°C時(shí)恒溫10~20min，然后再升溫到900°C熱處理0.5~2小時(shí)，隨爐冷卻，即得到多孔金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法，其特征在于，在所述的步驟(1)中，所述的粉末由銅基粉末、不銹鋼粉末、陶瓷粉末替換。
3.如權(quán)利要求1所述的采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法，其特征在于，在所述的步驟(2)中，鎳磷合金包覆鐵粉與粘合劑的質(zhì)量比為1:1~5。
4.如權(quán)利要求1所述的采用高溫?zé)崽幚礞嚵缀辖鸢茶F粉制備多孔金屬的方法，其特征在于，在所述的步驟(2)中，所述的粘接劑為聚苯乙烯二甲苯溶液，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10~25%。·
【文檔編號(hào)】C22C1/08GK103849791SQ201210510124
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】徐宏, 侯峰, 劉京雷, 張莉, 王元華 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)