一种高强度高过滤通量合金构件的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合金材料领域，具体的说，是涉及一种高强度高过滤通量合金构件的制备方法。
【背景技术】
[0002]铜合金的力学性能、工艺性能、耐蚀性能都较好，导电导热性能高，高度的化学性质，良好的抵抗腐蚀之稳定性及卓越的可塑性，所以，在各个领域成为应用最为广泛的材料之一。本发明属于合金材料领域，铜合金已经广泛应用于污染排放气体深度净化、工业废气净化、废水处理等方面。在铜锌合金中加入其它的微量元素能够起到除垢和防垢的作用。铜合金在过滤处理中具有以下作用:I )、通过氧化还原反应可以使液体里的氯、氧以及可溶性重金属离子的浓度降低，增强金属管壁的抗腐蚀性;2)、和水接触时，接触界面处液体的氧化还原电位变化很大，抑制了微生物的生长和繁殖，降低了水垢和换热壁粘接的强度;3)、使得固相颗粒处于悬浮分散的状态，抑制了蜡、垢以及腐蚀的产生。
[0003]过滤构件在孔径相同的情况下，当厚度在某一范围内变化时，其渗透量的变化几乎可达数量级。因此，仅从精度与流量考虑的话，可以使试样尽量地薄，但这又与强度要求相矛盾，为此，采用多层结构就是解决这一矛盾的有效途径。制取多层滤器的方法较多，如粉末乳制、粉浆挤压、粉浆离心浇注等方法。而多层结构构件的使用寿命受到环境和材料本身的影响，现有产品在高压和高温的工作环境中容易损坏，并且制造困难、生产工艺成本较尚O
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度高过滤通量合金构件的制备方法，采用特定元素成分配比的合金粉末原料分批分层制坯，经过超声波喷涂，并通过热处理工艺，提高合金过滤构件的高温耐压强度和使用寿命。本发明采用的技术方案是:制备方法包括以下步骤:球磨混料、分层制坯、超声波喷涂和热处理步骤，合金构件制备时所使用的合金粉末原料包含以下元素组成: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%，Fe: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%，余量为Cu，上述百分比为质量百分比；合金过滤构件的抗压强度为720?780MPa，最大孔径为30?50μπι。
[0005]球磨混料步骤为:先将55?65wt%的合金粉末原料进行球磨，获得粒度为100目以下的合金粉末I，然后再将剩余的合金粉末原料球磨至200目以下获得合金粉末II，最后，在混料设备中将合金粉末I和合金粉末II分别与200目以下的纯铜粉末，按照质量比2:1的比例混合I?1.5小时，从而分别获得合金粉体I和合金粉体II。
[0006]分层制还步骤为:首先，取35?40wt%的合金粉体I，通过流延机得到厚度为I?2mm片坯I;再将合金粉体II在片坯I上，通过流延机得到厚度为2?3mm片坯II;然后，取余下量的所述合金粉体I，在片坯II的基础上通过流延机得到厚度为2.5?3.5_片坯III。
[0007]超声波喷涂步骤为:将片坯III在200?250°C预热20?30mins，然后进行超声波喷涂，喷涂距离为15cm，喷枪移动速度为15?18cm/s，喷涂角度为90°，喷涂后的涂层厚度约为0.55-0.65mm;其中，喷涂所使用的焊丝材料的成分包含:Cu:50-55%,N1:5.5-7.5%，S1:0.3-
0.5%，上述百分比为质量百分比。
[0008]热处理步骤为:将超声波喷涂后的片坯III置于300?400°C的加热炉中进行烧结，保温时间为I?1.5h，冷却到室温后，再以20~30°C/min的加热速度升温至1000?1100°C，保温
0.5?Ih，随炉冷却即可获得合金过滤构件。
[0009]优选地，合金过滤构件成品的抗压强度为760MPa，最大孔径为50μπι。
[0010]优选地，合金粉末原料包含以下元素组成:C:1.80%，S1: 0.35%，Μο: 2.00%, Zr:1.20%,Hf:0.10%,Mn:2.50%，Fe:2.20%,Mg:0.50%，Zn:3.50%,Pr:0.20%，S:0.002%,P:
0.001%，余量为 Cu。
[0011 ] 优选地，合金粉末原料包含以下元素组成: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%，余量为 Cu。
[0012]优选地，合金粉末原料包含以下元素组成: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%，余量为 Cu。
[0013]本发明的优点是:采用特定合金元素成分配比的合金粉末原料进行球磨筛选，将符合粒度要求的粉末分批分层制成坯料，再进行超声波喷涂，并通过热处理烧结工艺，提高了合金过滤构件的高温耐压强度，同时获得了理想的过滤孔径、过滤通量等性能参数。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例和对比例对本发明进一步详细说明。
[0015]实施例1:
一种高强度高过滤通量合金构件的制备方法，制备方法包括以下步骤:球磨混料、分层制坯、超声波喷涂和热处理步骤，合金过滤构件制备时所使用的合金粉末原料包含以下元素组成:C: 1.80%，S1:0.35%，Mo:2.00%，Zr: 1.20%，Hf:0.10%，Mn:2.50%，Fe:2.20%，Mg:
0.50%,Zn: 3.50%,Pr:0.20%,S: 0.002%,P:0.001 %，余量为Cu，上述百分比为质量百分比。球磨混料步骤为:先将65wt%的合金粉末原料进行球磨，获得粒度为100目以下的合金粉末I，然后再将剩余的合金粉末原料球磨至200目以下获得合金粉末II，最后，在混料设备中将合金粉末I和合金粉末II分别与200目以下的纯铜粉末，按照质量比2:1的比例混合I小时，从而分别获得合金粉体I和合金粉体II。分层制坯步骤为:取40wt%的合金粉体I，通过流延机得到厚度为Imm片坯I;再将合金粉体II在片坯I上，通过流延机得到厚度为2mm片坯II;然后，取余下量的合金粉体I，在片坯II的基础上通过流延机得到厚度为2.5mm片坯III。超声波喷涂步骤为:将片还III在200 °C预热20mins，然后进行超声波喷涂，喷涂距离为15cm，喷枪移动速度为18cm/s，喷涂角度为90°，喷涂后的涂层厚度约为0.55mm;其中，喷涂所使用的焊丝材料的成分包含:Cu: 50% ,N1:5.5%, S1:0.3%,上述百分比为质量百分比。热处理步骤为:将片坯III置于300°C的加热炉中进行烧结，保温时间为1.5h，冷却到室温后，再以20°C/min的加热速度升温至1000°C，保温lh，随炉冷却即可获得合金过滤构件。合金过滤构件成品的抗压强度为760 MPa，最大孔径为50μπι。
[0016]实施例2:
一种高强度高过滤通量合金构件的制备方法，制备方法包括以下步骤:球磨混料、分层制坯、超声波喷涂和热处理步骤，合金过滤构件制备时所使用的合金粉末原料包含以下元素组成: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 %，余量为Cu，上述百分比为质量百分比。球磨混料步骤为:先将60wt%的合金粉末原料进行球磨，获得粒度为100目以下的合金粉末I，然后再将剩余的合金粉末原料球磨至200目以下获得合金粉末II，最后，在混料设备中将合金粉末I和合金粉末II分别与200目以下的纯铜粉末，按照质量比2:1的比例混合