本文關(guān)鍵詞：粉末冶金工業(yè)雜志，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《粉末冶金工業(yè)雜志》2016年第一期

摘要：

以集束拉拔法生產(chǎn)的C-276合金纖維為原料，經(jīng)過纖維剪切、濕法成網(wǎng)、疊配氈等工序制備出纖維氈坯料，按照正交法設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案，采用真空加壓燒結(jié)法制備出C-276合金纖維氈樣品，研究了燒結(jié)溫度、保溫時間及加壓壓力對纖維氈泡點(diǎn)壓力損失率的影響。結(jié)果表明：燒結(jié)溫度是影響泡點(diǎn)壓力損失率的最顯著因素；哈氏C-276合金纖維氈的最佳燒結(jié)工藝是燒結(jié)溫度1150℃，保溫4.5h，加壓0.8kPa。

關(guān)鍵詞：

正交法；哈氏C-276合金；真空加壓燒結(jié)；金屬纖維氈

哈氏C-276合金屬于鎳-鉬-鉻-鎢系鎳基合金，是現(xiàn)代金屬材料中最耐蝕的一種，在苛刻的腐蝕環(huán)境中，如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用[1-2]。哈氏C-276合金纖維氈是由哈氏C-276合金纖維組成的纖維氈坯料，經(jīng)過真空加壓燒結(jié)而制得。這種材料既保留了哈氏C-276合金的耐蝕特性，還具有多孔材料的相對密度低、比強(qiáng)度高、比表面積高、質(zhì)量輕、隔音、隔熱、滲透性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種耐蝕性金屬多孔材料。哈氏C-276合金纖維氈具有過濾、分離、消音、布?xì)�、催化、熱交換等功能，將在普通金屬多孔材料（如不銹鋼纖維氈）無法應(yīng)用的腐蝕環(huán)境中發(fā)揮十分重要的作用[3-8]。哈氏C-276合金纖維氈燒結(jié)過程中，主要受燒結(jié)溫度、保溫時間及加壓壓力3個因素影響，且3個因素之間相互制約，因此本文選用正交法開展實(shí)驗(yàn)。纖維氈在使用時，大多都要做成波折濾芯，而客戶通常把泡點(diǎn)壓力損失率作為判定產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)。為此，本文研究了燒結(jié)溫度、保溫時間及加壓壓力對泡點(diǎn)壓力損失率的影響，從而最終確定出哈氏C-276合金纖維氈最佳的燒結(jié)工藝。

1實(shí)驗(yàn)

1.1正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)把燒結(jié)溫度、保溫時間及加壓壓力3個因素作為影響哈氏C-276合金纖維氈質(zhì)量的最關(guān)鍵因素，制定出如表1所示的3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)表。

1.2C-276合金纖維氈坯料的制備以集束拉拔法生產(chǎn)的絲徑為12μm（600g/m2）與22μm（300g/m2）的哈氏C-276合金纖維為原料，經(jīng)過圖1所示的工藝流程制備出9張尺寸為600mm×1000mm的纖維氈毛坯料。其中短纖維長度要保持在10～20mm，這是為了保證濕法成網(wǎng)過程中，纖維可以均勻分散在漿料中，進(jìn)而保證纖網(wǎng)的質(zhì)量。濕法成網(wǎng)工序就是把短纖維放入濕法鋪氈機(jī)中，在攪拌機(jī)的攪動下，纖維將均勻分散于漿料中，然后經(jīng)過濾網(wǎng)過濾，將在濾網(wǎng)表面形成纖網(wǎng)。纖網(wǎng)疊配是把不同絲徑纖維組成的纖網(wǎng)按照一定的配方一層層疊配在一起，形成纖維氈毛坯料。

1.3真空加壓燒結(jié)把纖維氈坯料平鋪在爐架上，上下用隔離層夾住，再在隔離層上面鋪上一定質(zhì)量的耐高溫鋼板，然后關(guān)閉爐門，按照正交實(shí)驗(yàn)設(shè)定燒結(jié)溫度、保溫時間及加壓壓力，然后啟動真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)。隔離層是一種阻止在高溫?zé)Y(jié)過程中纖維氈與爐架及鋼板粘連的材料。

1.4波折濾芯的制備對制備出的9張哈氏C-276合金纖維氈進(jìn)行壓延處理，使其厚度保持一致，為（0.60±0.02）mm，然后在每張氈上裁剪出2塊200mm×800mm尺寸的樣品，再在型號為ZBJ20×600TQ的拍板式波折紋機(jī)上對樣品進(jìn)行波折，最后再經(jīng)過焊接、擠壓收口、整形等工序，制備如圖2所示的波折濾芯，數(shù)量為18個。

1.5氣泡點(diǎn)壓力損失率的計(jì)算纖維氈經(jīng)過壓延處理后，在保證可裁剪出2塊尺寸為200mm×800mm樣品的前提下，在纖維氈不同部位取樣5個，然后用BMP-93A型過濾器滲透性實(shí)驗(yàn)儀測試其氣泡點(diǎn)壓力，最后計(jì)算出5個數(shù)據(jù)的平均值，即為該張纖維氈氣泡點(diǎn)壓力。由于每張纖維氈均制備了2個波折濾芯，因此纖維氈波折后的泡點(diǎn)壓力為2個波折濾芯泡點(diǎn)壓力的平均值。波折濾芯泡點(diǎn)壓力的測量同樣在BMP-93A型過濾器滲透性實(shí)驗(yàn)儀上進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2，各因素的極差分析結(jié)果見表3。由表2、3可以看出，燒結(jié)溫度的極差最大，，加壓壓力次之，保溫時間最小。也就是說，燒結(jié)溫度對泡點(diǎn)壓力損失率的影響最為顯著。3個因素最優(yōu)水平為A2B3C3，即燒結(jié)溫度為1150℃，加壓壓力為0.8kPa，保溫時間為4.5h。燒結(jié)溫度是影響泡點(diǎn)壓力損失率的最顯著因素，這是因?yàn)樵跓Y(jié)過程中，溫度起到克服能壘的作用，較高的燒結(jié)溫度將為整個燒結(jié)過程起到推動作用。但是從燒結(jié)溫度對泡點(diǎn)壓力損失率的影響上看，燒結(jié)溫度也并非越高越好，如圖3所示。可以看出，燒結(jié)溫度由1100℃提高到1150℃時，泡點(diǎn)壓力損失率明顯降低，但當(dāng)燒結(jié)溫度繼續(xù)提高到1200℃時，泡點(diǎn)壓力損失率不但沒有降低，反而呈現(xiàn)升高趨勢。這是因?yàn)�，�?dāng)燒結(jié)溫度為1100～1150℃時，纖維之間的冶金結(jié)合力隨燒結(jié)溫度升高逐漸提高，并且纖維的晶粒尺寸維持在較小的水平，未對材料的強(qiáng)度造成影響，此時纖維氈波折前后泡點(diǎn)壓力損失主要由于纖維間相互滑移引起，并且這種這種滑移現(xiàn)象隨燒結(jié)溫度的提高逐漸減弱。當(dāng)燒結(jié)溫度為1150～1200℃時，纖維的晶粒尺寸迅速增大，造成材料強(qiáng)度下降，此時纖維氈波折前后的泡點(diǎn)壓力損失主要由于纖維斷裂引起。

3結(jié)論

（1）燒結(jié)溫度是影響泡點(diǎn)壓力損失的最顯著因素，其次是加壓壓力，最后是保溫時間。（2）哈氏C-276合金纖維氈的最佳燒結(jié)工藝為：燒結(jié)溫度1150℃，保溫4.5h，加壓壓力0.8kPa。

參考文獻(xiàn)：

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作者：許佩敏 楊延安 張小慶 郭亮 侯利強(qiáng) 單位：西安菲爾特金屬過濾材料有限公司

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