超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法与流程

文档序号:12416432阅读:264来源:国知局

本发明涉及一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料的技术领域,特别涉及阴极屏蔽的电沉积制备方法,应用于工业粉尘、油烟油雾及金属熔铸、空气净化过滤。



背景技术:

目前在工业粉尘、油烟油雾及金属熔铸、空气净化过滤领域采用的过滤材料主要为金属丝网、纤维毡或多孔陶瓷,多存在过滤效率与流体通过性无法同时优化的难题,而泡 沫陶瓷和常规泡沫镍材料虽然都具有三维高通透性的开孔结构,但前者多采用拉浆铸造通 孔率较低,后者主要为电池用薄型泡沫金属(厚度一般在2毫米以内),过滤效率较低,应用范围受限。日本专利3303395B2已能制备10毫米以上的泡沫镍金属材料,主要用于厨房油烟过滤,但纯镍金属成本较高、质地较软,且工艺要求比重达到接近0.7g/cm3,才能保持材 料的机械强度,从而使得过滤器成本升高。如能改进制备工艺、规模量产材质以铁为主的低 成本高强度开孔泡沫金属,无疑具备良好的市场预期,而目前超厚泡沫铁镍的电沉积法制 备难题在于其深镀及分散能力差,镀层不均匀且易腐蚀,造成镀不透、脆性大、强度差,结果 导致产品合格率低下,难以批量生产。



技术实现要素:

本发明旨在克服上述缺陷,提供通过阴极屏蔽的电沉积制备方法以铁为主材,实 现三维网状结构,厚度达到3-50毫米,使其具有过滤效率高、流体通过性好、比重低、成本低廉的一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法。

本发明通过下列方案实现:

一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法,其特征在于,其制备方法如下:

1、以泡沫通孔海绵(聚氨酯或聚醚)作为骨架基材,通过涂覆导电石墨胶或化学镀镍、 铜对骨架基材表面清洗处理后作为电镀阴极;

2、阳极采用纯铁板或一定比例的铁、镍的合金板;

3、将阴极、阳极搁置在以氯化亚铁主盐或氯化亚铁及氯化镍主盐,PH值2.0-5.0,温度 在50-60℃之间的电镀溶液内;

4、开孔的不导电的PVC或PE的板材作为阴极屏蔽板,贴合镀件阳极的一面,集中区域电流,进行电镀;

5、电镀后的半成品在有还原气氛/惰性气体保护的热处理,包括氧化、还原两个步骤;

6、热处理后的成品进行表面平整及修边,按技术要求进行裁剪。

所述的热处理的温度在800-1100℃范围内,时间在0.5-2h之间。

所述的电镀时间在0.5-2.5h之间,电压<5V。

所述的电镀时的电流密度在8A/dm2之间,PH值2.0-2.5、温度50-60℃,

所述的电镀溶液电镀溶液配比为:硫酸亚铁:100-150g/L ;氯化亚铁:200-250 g/L。

所述的骨架基材表面清洗处理,是浸入小于20欧姆的导电碳胶中,经过对辊反复挤压三次,再加温至120℃烘干2小时。

所述的氧化,将电沉积后的产品加热至400℃,时间30分钟,氧化去除海绵基材。

所述的还原,将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热,同时注入氢气、氮气,保温6-7小时后梯度冷却,时间为2-4小时。

本发明的优点和有益效果是:与现有技术相比,实现了良好的深镀、均镀, 形成通透性好、过滤效率高、成本低廉的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料,杂质含量减少20%以 上,按HJ/T762-2001试验方法进行检测,应用于泡沫铁镍油烟去除率为85%-94%,风速为 1.2m/s,压损<20pa,其经济效益明显提高,极具市场推广价值。

具体实施方式

以下结合具体的实施例,对本发明作进一步描述:

实施例1 超厚泡沫铁

裁取30mm厚、500乘500mm长宽、ppi为20 (每英寸上孔数PPI为20个)的聚氨酯泡 沫海绵试片,先经表面化学处理热碱除油后,清洗干净,晾干备用。

将聚氨酯泡沫海绵试片浸入小于20欧姆的导电碳胶中,经过对辊反复挤压三次, 再加温至120℃烘干2小时。

将试片通过导电夹具挂在电镀槽的阴极,其电镀溶液配比(以水为单位) ,硫酸 亚铁:125g/L,氯化亚铁:225 g/L ;工艺条件为:PH值2.5 温度:55℃,电流密度8A/dm2,电压控制在5V以内,电镀时间:2小时。

阴极屏蔽方法:裁取PVC板,300*300mm长宽、10mm厚,贴合试件表面(面对阳极的一面) 取出试片,纯水洗净,浙干,晾干至表面无水分残留。

热处理工序(氧化、还原):

氧化:将电沉积后的产品加热至400℃,时间30分钟,氧化去除海绵基材;

还原:将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热,同时注入氢气、氮气,保温 6小时后梯度冷却,时间为4小时,取出后,进行常规表面镀瓦特镍后,再进行表面平整及修 边,裁剪成直径50毫米圆片后即可。

实施例2 超厚泡沫铁镍

裁取10mm厚、300乘300mm长宽、ppi为50 (每英寸上孔数PPI为50个)的聚氨酯泡 沫海绵试片,先经表面化学处理热碱除油后,清洗干净,晾干备用。

将聚氨酯泡沫海绵试片浸入小于20欧姆的导电碳胶中,经过对辊反复挤压三次, 再加温至120℃烘干2小时。

将试片通过导电夹具挂在电镀槽的阴极,其电镀溶液配比为:

硫酸亚铁:150g/L

氯化亚铁:200 g/L

工艺条件为:PH值2.0,温度50℃,电流密度7A/dm2,电压控制在4V以内,电镀时间:3小时。

阴极屏蔽方法:裁取PVC板,300*300mm长宽、10mm厚,贴合试件表面(面对阳极的一 面),取出试片,纯水洗净,挤干。

镀镍:硫酸镍:200g/L 氯化镍:70 g/L 硼酸:40 g/L。

工艺条件为:PH :4.6 温度:65℃,电流密度8A/dm2,电压控制在5V以内,电镀时间:50分钟,取出试片,纯水洗净,挤干,晾干至表面无水分残留。

热处理工序(氧化、还原、铁镍层热扩散):

氯化:将电沉积后的产品加热至400℃,时间30分钟,氧化去除海绵基材;

还原、扩散:将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热,同时注入氢气、氮气, 保温7小时后梯度冷却,时间为3小时,取出后进行表面平整及修边,裁剪合格后即可。

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