一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量合金構(gòu)件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量合金構(gòu)件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅合金的力學(xué)性能、工藝性能、耐蝕性能都較好，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能高，高度的化學(xué)性質(zhì)，良好的抵抗腐蝕之穩(wěn)定性及卓越的可塑性，所以，在各個(gè)領(lǐng)域成為應(yīng)用最為廣泛的材料之一。本發(fā)明屬于合金材料領(lǐng)域，銅合金已經(jīng)廣泛應(yīng)用于污染排放氣體深度凈化、工業(yè)廢氣凈化、廢水處理等方面。在銅鋅合金中加入其它的微量元素能夠起到除垢和防垢的作用。銅合金在過(guò)濾處理中具有以下作用:I )、通過(guò)氧化還原反應(yīng)可以使液體里的氯、氧以及可溶性重金屬離子的濃度降低，增強(qiáng)金屬管壁的抗腐蝕性;2)、和水接觸時(shí)，接觸界面處液體的氧化還原電位變化很大，抑制了微生物的生長(zhǎng)和繁殖，降低了水垢和換熱壁粘接的強(qiáng)度;3)、使得固相顆粒處于懸浮分散的狀態(tài)，抑制了蠟、垢以及腐蝕的產(chǎn)生。
[0003]過(guò)濾構(gòu)件在孔徑相同的情況下，當(dāng)厚度在某一范圍內(nèi)變化時(shí)，其滲透量的變化幾乎可達(dá)數(shù)量級(jí)。因此，僅從精度與流量考慮的話，可以使試樣盡量地薄，但這又與強(qiáng)度要求相矛盾，為此，采用多層結(jié)構(gòu)就是解決這一矛盾的有效途徑。制取多層濾器的方法較多，如粉末乳制、粉漿擠壓、粉漿離心澆注等方法。而多層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用壽命受到環(huán)境和材料本身的影響，現(xiàn)有產(chǎn)品在高壓和高溫的工作環(huán)境中容易損壞，并且制造困難、生產(chǎn)工藝成本較尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量合金構(gòu)件的制備方法，采用特定元素成分配比的合金粉末原料分批分層制坯，經(jīng)過(guò)超聲波噴涂，并通過(guò)熱處理工藝，提高合金過(guò)濾構(gòu)件的高溫耐壓強(qiáng)度和使用壽命。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:制備方法包括以下步驟:球磨混料、分層制坯、超聲波噴涂和熱處理步驟，合金構(gòu)件制備時(shí)所使用的合金粉末原料包含以下元素組成:C: 1.80-2.50%, S1:0.30-0.40% ,Mo: 2.00-2.30%，Zr:
0.50-1.50%,Hf:0.05-0.10%,Mn:2.00-2.50%，F(xiàn)e:1.50-2.50%，Mg:0.50-1.50%，Zn:3.50-4.50%，Pr:0.10-0.20%，S〈0.005%，P〈0.005%，余量為Cu，上述百分比為質(zhì)量百分比；合金過(guò)濾構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度為720?780MPa，最大孔徑為30?50μπι。
[0005]球磨混料步驟為:先將55?65wt%的合金粉末原料進(jìn)行球磨，獲得粒度為100目以下的合金粉末I，然后再將剩余的合金粉末原料球磨至200目以下獲得合金粉末II，最后，在混料設(shè)備中將合金粉末I和合金粉末II分別與200目以下的純銅粉末，按照質(zhì)量比2:1的比例混合I?1.5小時(shí)，從而分別獲得合金粉體I和合金粉體II。
[0006]分層制還步驟為:首先，取35?40wt%的合金粉體I，通過(guò)流延機(jī)得到厚度為I?2mm片坯I;再將合金粉體II在片坯I上，通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2?3mm片坯II;然后，取余下量的所述合金粉體I，在片坯II的基礎(chǔ)上通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2.5?3.5_片坯III。
[0007]超聲波噴涂步驟為:將片坯III在200?250°C預(yù)熱20?30mins，然后進(jìn)行超聲波噴涂，噴涂距離為15cm，噴槍移動(dòng)速度為15?18cm/s，噴涂角度為90°，噴涂后的涂層厚度約為0.55-0.65mm;其中，噴涂所使用的焊絲材料的成分包含:Cu:50-55%,N1:5.5-7.5%，S1:0.3-
0.5%，上述百分比為質(zhì)量百分比。
[0008]熱處理步驟為:將超聲波噴涂后的片坯III置于300?400°C的加熱爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫時(shí)間為I?1.5h，冷卻到室溫后，再以20~30°C/min的加熱速度升溫至1000?1100°C，保溫
0.5?Ih，隨爐冷卻即可獲得合金過(guò)濾構(gòu)件。
[0009]優(yōu)選地，合金過(guò)濾構(gòu)件成品的抗壓強(qiáng)度為760MPa，最大孔徑為50μπι。
[0010]優(yōu)選地，合金粉末原料包含以下元素組成:C:1.80%，S1: 0.35%，Μο: 2.00%, Zr:1.20%,Hf:0.10%,Mn:2.50%，F(xiàn)e:2.20%,Mg:0.50%，Zn:3.50%,Pr:0.20%，S:0.002%,P:
0.001%，余量為 Cu。
[0011 ] 優(yōu)選地，合金粉末原料包含以下元素組成:C: 2.00%，S1: 0.30%，Mo: 2.20%，Zr:0.80%,Hf:0.08%,Mn:2.00%, Fe:1.50%,Mg:1.00%,Zn:4.00%,Pr:0.15%,S:0.002%,Ρ:0.001%，余量為 Cu。
[0012]優(yōu)選地，合金粉末原料包含以下元素組成:C: 2.50%，S1: 0.40%，Mo: 2.30%, Zr:1.50%,Hf:0.05%,Mn:2.20%， Fe:2.50%,Mg:1.50%，Zn:4.50%,Pr:0.10%,S:0.002%,P:0.001%，余量為 Cu。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:采用特定合金元素成分配比的合金粉末原料進(jìn)行球磨篩選，將符合粒度要求的粉末分批分層制成坯料，再進(jìn)行超聲波噴涂，并通過(guò)熱處理燒結(jié)工藝，提高了合金過(guò)濾構(gòu)件的高溫耐壓強(qiáng)度，同時(shí)獲得了理想的過(guò)濾孔徑、過(guò)濾通量等性能參數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:
一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量合金構(gòu)件的制備方法，制備方法包括以下步驟:球磨混料、分層制坯、超聲波噴涂和熱處理步驟，合金過(guò)濾構(gòu)件制備時(shí)所使用的合金粉末原料包含以下元素組成:C: 1.80%，S1:0.35%，Mo:2.00%，Zr: 1.20%，Hf:0.10%，Mn:2.50%，F(xiàn)e:2.20%，Mg:
0.50%,Zn: 3.50%,Pr:0.20%,S: 0.002%,P:0.001 %，余量為Cu，上述百分比為質(zhì)量百分比。球磨混料步驟為:先將65wt%的合金粉末原料進(jìn)行球磨，獲得粒度為100目以下的合金粉末I，然后再將剩余的合金粉末原料球磨至200目以下獲得合金粉末II，最后，在混料設(shè)備中將合金粉末I和合金粉末II分別與200目以下的純銅粉末，按照質(zhì)量比2:1的比例混合I小時(shí)，從而分別獲得合金粉體I和合金粉體II。分層制坯步驟為:取40wt%的合金粉體I，通過(guò)流延機(jī)得到厚度為Imm片坯I;再將合金粉體II在片坯I上，通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2mm片坯II;然后，取余下量的合金粉體I，在片坯II的基礎(chǔ)上通過(guò)流延機(jī)得到厚度為2.5mm片坯III。超聲波噴涂步驟為:將片還III在200 °C預(yù)熱20mins，然后進(jìn)行超聲波噴涂，噴涂距離為15cm，噴槍移動(dòng)速度為18cm/s，噴涂角度為90°，噴涂后的涂層厚度約為0.55mm;其中，噴涂所使用的焊絲材料的成分包含:Cu: 50% ,N1:5.5%, S1:0.3%,上述百分比為質(zhì)量百分比。熱處理步驟為:將片坯III置于300°C的加熱爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫時(shí)間為1.5h，冷卻到室溫后，再以20°C/min的加熱速度升溫至1000°C，保溫lh，隨爐冷卻即可獲得合金過(guò)濾構(gòu)件。合金過(guò)濾構(gòu)件成品的抗壓強(qiáng)度為760 MPa，最大孔徑為50μπι。
[0016]實(shí)施例2:
一種高強(qiáng)度高過(guò)濾通量合金構(gòu)件的制備方法，制備方法包括以下步驟:球磨混料、分層制坯、超聲波噴涂和熱處理步驟，合金過(guò)濾構(gòu)件制備時(shí)所使用的合金粉末原料包含以下元素組成:C: 2.00%，S1: 0.30%,Mo: 2.20%,Zr: 0.80%,Hf: 0.08%,Mn: 2.00%,Fe:1.50%,Mg:1.00%，Zn: 4.00%，Pr: 0.15%，S: 0.002%，P: 0.001 %，余量為Cu，上述百分比為質(zhì)量百分比。球磨混料步驟為:先將60wt%的合金粉末原料進(jìn)行球磨，獲得粒度為100目以下的合金粉末I，然后再將剩余的合金粉末原料球磨至200目以下獲得合金粉末II，最后，在混料設(shè)備中將合金粉末I和合金粉末II分別與200目以下的純銅粉末，按照質(zhì)量比2:1的比例混合