纤维烧结毡μm纤维毡由于沿长方向的原子扩散

2021-12-20 08:36:44



纤维丝径对纤维烧结毡的影响

当烧结温度一定时,纤维丝径对纤维搭接点形貌的影响较大,本文以1 250 ℃为例进行分析。由上述分析可知,在1 250 ℃温度下,4 μm纤维在烧结颈处完全熔合在一起,6 μm纤维在烧结颈处部分熔合,8 μm纤维烧结颈未发生熔合且烧结颈直径大于纤维丝径,12 μm纤维烧结颈直径小于纤维丝径,22 μm纤维毡烧结颈直径较小,且在电镜检测烧结颈时不易发现,只在纤维某些特殊位置才能发现。另外,在同等条件下,纤维丝径越细,烧结速度越快。
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纤维丝径对纤维烧结毡的影响主要有以下2个方面:1)纤维丝径越细,纤维的比表面积越大,纤维表面原子的表面能垒越低,且原子扩散距离减小,同等条件下细丝径纤维率先进行表面扩散,并完成烧结的3个过程,粗丝径纤维烧结速度则较慢,甚至纤维搭接点还没有完成表面扩散;2)由于金属纤维特殊的生产工艺,细丝径的金属纤维储存了更多的形变能,当烧结进入到中后期主要发生晶界扩散和体扩散,此时形变能将作为烧结驱动力提高晶界扩散和体扩散的速度,丝径为46 μm纤维毡由于沿长方向的原子扩散,烧结颈附近纤维开始出现收缩的现象。

金属纤维烧结毡作为一种过滤材料,在烧结之前,其纤维随机排列,相互接触,此时纤维烧结毡还不是一个整体,纤维之间无法保持一定的孔结构;经过烧结后,纤维烧结毡就具备了一定的强度和结构。纤维搭接点的扩散焊接对纤维烧结毡的性能有着很大的影响,如纤维过熔,将影响纤维毡的平均孔径,甚至出现漏点。纤维烧结毡的状态将影响纤维毡的韧性和强度,纤维烧结毡后的晶粒大小将影响纤维烧结毡的耐蚀性能等。
      
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。
为什么不锈钢烧结毡会出现白点?
 
  1.
白点的出现是凝固过程中炼钢过程中钢水中吸收的氢沉淀的结果。 铸锭和铸钢具有许多可容纳空气的大内部孔隙,并且氢气在沉积时不会引起大的内应力。
 
 
对白斑不敏感。 锻造零件后,锻件内部压实,锻造较大的空气保持孔。 在冷却过程中,沉淀的氢原子与锻件内部的一些微孔中的成分结合(或与钢中的碳反应形成甲烷CH4)并产生相当大的压力(当钢中氢的质量分数为0.001%时) 在400℃时,该压力可以达到1200Pa或更高),金属膨胀,产生裂纹并膨胀。
 
  2.
白点,也称为氢脆,是大型锻件的主要缺陷,主要发生在中碳合金钢(马氏体和珠光体钢)的锻件中。 锻造尺寸越大,白点越容易形成。
 
 
锻造对白点敏感的大型钢锻件,特别是锻件,如转子和发电站的叶轮,应特别小心。 白点的特征在于在纵向裂缝上具有圆形或椭圆形形状和直径几微米至几十毫米的银色斑点,并且在白点附近没有塑性变形。 裂缝的来源是平行于轴线的平滑圆形区域。
 
  3.
白点的形成与压力有关。 当奥氏体转变为马氏体并分解成珠光体时,产生内应力。 铁素体钢和奥氏体钢由于冷却不发生相变,并且没有组织应力,因此通常不会出现白点。
 
 
尽管钢在冷却过程中具有较大的结构应力,但这些钢中稳定的氢化物和复合碳化物的形成阻碍了氢的沉淀,并且不会产生白点。
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。a6 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。
不锈钢烧结毡的烧结方法
不锈钢烧结毡的烧结方法指固态粉末经过成型后,在加热至一定温度的条件下开始收缩、致密化,**后形成致密坚实整体的过程。当然多孔材料等特殊制品除外。
烧结方法主要有以下几种:
①常压烧结法:在通常的大气压力和气氛条件下,根据材料,按所需的温度和时间进行烧结。常压烧结成本低,是**普通的烧结法。
②热压法:对于填充在模具内的粉料一边沿单轴方向加压,一边加热,有时温度上升后再加压,加热时几乎都采用高频感应法。此法烧结的材料强度高,致密性好。
③高温等静压法:此方法使物料受到各向同性的压力,这样就能在极低的温度下烧结,使常压不能烧结的材料有可能烧结。
此方法所得制品性能优良,是其他方法无法比拟的,但是高温等静压法设备及其运转费昂贵。

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