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烧结温度对纤维烧结毡的影响

烧结工艺是影响金属纤维烧结毡微结构的一个关键过程，而烧结温度是金属纤维烧结毡工艺**重要的参数，本文以6 μm纤维毡为例进行分析。6 μm纤维毡在这3种温度下都有明显的烧结颈，但是在3种温度下纤维烧结毡展现了3种不同的形貌。a是6 μm纤维在1 200 ℃烧结后形成的烧结颈，上下2根垂直的纤维在相切处形成烧结颈，且烧结毡的直径大于纤维直径，但是2根纤维没有熔合的趋势；当烧结温度为1 250 ℃时，2根垂直纤维的烧结毡直径比1 200 ℃时更大，且烧结毡附近处纤维有熔合的趋势，这反映了烧结毡处形成的新晶界通过晶界扩散同时向上下2根纤维推进，且烧结毡附近纤维直径有所收缩，这可能是因为随着烧结温度的升高，金属原子沿着纤维长度方向扩散至烧结毡处，导致纤维直径收缩，而1 200 ℃的纤维烧结毡没有此现象；当烧结温度为1 300 ℃时，烧结毡附近的纤维有明显的融合，这是由于烧结温度继续升高，晶界扩散更快，烧结毡附近纤维中物质扩散到新晶粒中，从而熔合在一起，此时烧结毡处纤维也有比较明显的收缩，6 μm纤维毡在1 300 ℃时无熔断。

纤维烧结毡搭接点的焊接是通过扩散进行的。烧结初期，相互接触的纤维搭接点逐渐形成烧结毡的连接，此时搭接点是不连续的，且有大量孔隙，扩散的主要机制是表面扩散；烧结中期，烧结毡的孔隙逐渐消失，烧结毡逐渐形成晶界，此时扩散的主要机制是晶界扩散；烧结后期，烧结毡附近晶粒开始长大，此时晶粒长大体扩散是主要机制。扩散的实质是原子的热运动，温度显著影响着原子扩散速度，对于表面扩散来说，只有当烧结温度足以使纤维表面原子的热运动克服表面能垒时，才能形成烧结毡，因此纤维烧结毡应超过一定温度。同样，烧结温度影响着纤维原子晶界扩散的速度，烧结温度越高晶界扩散速度越快，纤维烧结毡速度越快；但是过高的烧结温度会使纤维出现晶粒过大、丝径收缩和过熔等缺陷，这是纤维烧结毡工艺需要避免的。
在过滤系统中怎样选择合适的钛纤维烧结毡？

1. 过滤物料内不能有较高含量的胶体物质，钛纤维烧结毡过滤刚性固体颗粒效果更好。

2.注意钛纤维烧结毡反洗使用的压力。一定要控制在0.3MPa之内，否则再生就比较困难。

3.钛纤维烧结毡只能固液分离，去除机械颗粒，不能去除各种金属离子。

4. 过滤物料中不能含有高浓度的氯离子。

5.选择钛纤维烧结毡适宜的精度，挑选的钛纤维烧结毡的孔径要远小于固体杂质的直径，尽量防止固体杂质进入到钛纤维烧结毡壁内孔道中。

6.钛纤维烧结毡适宜的再生办法有很多种。针对不同的杂质需要挑选不同的再生办法，比如：空气、蒸汽反吹、反洗、正洗、酸洗、碱洗、超声波清洗等办法。
       烧结毡折叠滤芯使用注意事项
       1、高温合金粉末烧结毡折叠滤芯属消耗品，虽比其它过滤元件耐用，但在清洗和拆装过程中应注意不要划伤及碰、砸、摔等现象，防止人为损伤。严禁用工具对滤芯表面施力。
       2、一般情况下滤液由滤芯外向里过滤，不提倡反向过滤。
       3、过滤时，缓缓加压至需要的工作压力，严禁瞬间开足阀门迅速增压。
       4、很大工作压力≤3MPa过滤效率低于50%时，要及时用洁净空气或洁净液在线反吹反冲洗。
       5、高温合金粉末烧结毡折叠滤芯在进行反吹和反冲洗时，一般先用纯净气体反吹，反吹压力是工作压力的1.2-1.5倍，每次反吹时间3-5秒，反复操作4-6次后用洁净液进行反洗，反洗3-5分钟，2-3操作次。
       6、如烧结毡折叠滤芯在线反吹反冲洗后，压损仍较为严重，要及时拆下来进行清洗。
烧结毡的工艺制作过程
1、烧结 sintering
粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结
合以提高其强度。
2、填料 packing material
在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。
3、预烧 presintering
在低于**终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。
4、加压烧结 pressure
在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。
5、松装烧结loose-powder sintering,gravity sintering
粉末未经压制直接进行的烧结。
6、液相烧结liquid-phase sintering
至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。
7、过烧oversintering
烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品**终性能恶化的烧结。
8、欠烧undersintering
烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。
9、熔渗infiltration
用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的孔隙的工艺方法。
10、脱蜡 dewaxing,burn-off
用加热排出压坯中的有机添加剂（粘结剂或润滑剂）。
11、网带炉mesh belt furnace
一般由马弗保护的网带将零件实现炉内连续输送的烧结炉。
12、步进梁式炉walking-beam furnace
通过步进梁系统将放置于烧结盘中的零件在炉内进行传送的烧结炉。
13、推杆式炉 pusher furnace
将零件装入烧舟中，通过推进系统将零件在炉内进行传送的烧结炉。
14、烧结颈形成neck formation
烧结时在颗粒间形成颈状的联结。
15、起泡 blistering
由于气体剧烈排出，在烧结件表面形成鼓泡的现象。
16、发汗 sweating
压坯加热处理时液相渗出的现象。
17、烧结壳sinter skin
烧结时，烧结件上形成的一种表面层，其性能不同于产品内部。
18、相对密度relative density
多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。
19、径向压溃密度radial crushing strength
通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。
20、孔隙度 porosity
多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。
21、扩散孔隙 diffusion porosity
由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。
22、孔径分布pore size distribution
材料中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。
23、表观硬度apparent hardness
在规定条件下测定的烧结材料的硬度，它包括了孔隙的影响。
24、实体硬度solid hardness
在规定条件下测定的烧结材料的某一相或颗粒或某一区域的硬度，它排除了孔隙的影响。
25、起泡压力 bubble-point pressure
迫使气体通过液体浸渍的制品产生一气泡所需的**小的压力。
26、流体透过性 fluid permeability
在规定条件下测定的在单位时间内液体或气体通过多孔体的数量。
金属纤维烧结毡生产工艺制造

●金属纤维滤毡的性能：85%的高孔隙率可保证滤材通过大流量，足够长的在线寿命和非常低的压力降，从而比选用其他滤材的过滤面积小。

●烧结金属纤维滤毡的多孔结构使得用户可以在机上进行在线反吹或反冲洗。

●薄膜型的滤材容易折波和焊接。烧结过程中纤维的交联处被熔焊在一起使滤材具有高强度，加之足够大的内部空间，滤材可以承受热冲击、高压力以及频繁地反向脉冲清洗。

●不同合金材质的金属纤维滤材可以被用于高温，甚至高达1000℃的高腐蚀工况，其他材质如化纤或陶瓷等非金属织物无法与之相比。

●滤材的梯度型孔结构可以达到更高的效率。作为深度型过滤时，正向安装时具有足够高的纳污能力；作为表面型过滤时，反向安装形成滤饼可以进行在线反洗。

●不绣钢和其他的合金具有热膨胀性低、不脆、易焊接、受热冲击不变形的特点，可以选择合适的合金来满足强度和苛刻的工况需求。

●在应用深度过滤时，建议以选择多层结构，以增加纳污能力。

●烧结金属纤维滤毡生产出许多形状和系列：烛芯式滤芯（折波或不折波）、碟片式滤盘。当需要高压精细熔体过滤时，用烧结有双面职称网的金属纤维滤材加工的滤盘替代滤芯过滤效果会更好。

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