[發明專利]一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法

有效

• 申請號: 201610182798.5
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105817618B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 張云龍;胡明;張瑞霞;李成海;廖平
• 申請（專利權）人: 佳木斯大學
• 主分類號: B22F3/03
• 分類號: B22F3/03;B22F3/11;C22C1/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

1.一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法，所述方法采用金屬纖維多孔材料燒結模具來實現，其主要包括外套(2)、上壓頭(1)、下壓頭(6)、內套(5)以及壓柱塊組合構件，外套(2)為具有一定壁厚的圓筒；上壓頭(1)是一個與外套(2)內徑相匹配的圓柱體；下壓頭(6)為同軸的三段圓柱體構成，上圓柱的直徑與外套(2)內徑相匹配，中圓柱的直徑與外套(2)外徑相等，三段圓柱中下圓柱的直徑最小；內套(5)為帶有通孔的圓柱體，其外徑與外套(2)的內徑相匹配；壓柱塊組合構件包括上壓柱塊(3)和下壓柱塊(7)兩組，每組壓柱塊均為圓柱體，上壓柱塊(3)、下壓柱塊(7)的個數與內套(5)上通孔的個數相同，其直徑與內套(5)上通孔的直徑匹配，上壓柱塊(3)、下壓柱塊(7)的長度可因需要改變；

所述模具的材質為高強度石墨、連續編織碳纖維增強的氮化硅、碳化硅或氧化鋁；

所述內套(5)上的通孔按中心對稱分布，設計成5孔、9孔、17孔或33孔；

所述內套(5)上的通孔的軸線方向與內套(5)軸線方向的夾角成1～2°；

所述外套(2)與下壓頭(6)在裝配時，采用過盈配合方式；

所述外套(2)的壁厚為30～40mm，內套(5)上通孔的長度尺寸為10～50mm；

所述下壓頭(6)的下圓柱直徑與加壓臺上卡槽的內徑相匹配；

所述外套(2)的外徑為170～180mm，外套(2)的內徑為100～110mm；

所述內套(5)的高度為110～120mm，上壓柱塊(3)、下壓柱塊(7)的高度為5～30mm；

其特征在于所述方法是按以下步驟進行的：

步驟一、將金屬纖維先進行螺旋纏繞處理后，再進行折疊編織冷壓處理，最終得到n個直徑與內套上通孔的直徑相等的圓柱形多孔材料預制塊(4)，n的取值范圍：2≤n≤33；

步驟二、將步驟一得到的n個圓柱形多孔材料預制塊(4)夾在上、下壓柱塊之間，豎直放置在內套(5)上的通孔內，所述上壓柱塊(3)、下壓柱塊(7)和多孔材料預制塊(4)的總高度超出內套(5)高度的1/5～1/3；

步驟三、同時向金屬纖維多孔材料燒結模具的上壓頭(1)、下壓頭(6)施加壓力，壓力范圍：0.1～10t；作用時間為0.5～1.2h；

步驟四、對多孔材料預制塊施加壓力后在氣體保護下加熱燒結0.5～2h；

步驟五、降到室溫后，同時得到不同孔隙率的金屬纖維多孔材料。

2.如權利要求1所述的一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法，其特征在于步驟一中所述的金屬纖維為鋁纖維、不銹鋼纖維、鐵鉻鋁合金纖維、鈦合金纖維、鉬纖維或銅纖維，冷壓處理時壓力范圍：0.1～1t。

3.如權利要求1或2所述的一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法，其特征在于步驟二中所述上壓柱塊(3)、下壓柱塊(7)和內套(5)上通孔之間涂覆保護性涂料氮化硼或二硅化鉬。

4.如權利要求3所述的一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法，其特征在于步驟三中所述的向金屬纖維多孔材料燒結模具的上壓頭(1)、下壓頭(6)施加壓力時，下壓頭(6)位置固定，上壓頭(1)向下移動。

5.如權利要求4所述的一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法，其特征在于步驟四中所述氣體為氬氣、氫氣或氮氣。

6.如權利要求5所述的一種貫通性且孔隙率可控的金屬纖維多孔材料燒結方法，其特征在于步驟五中所述室溫為20～30℃。