储氢装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种储氢装置的制造方法，该储氢装置的制造方法由以下步骤制成：（1）将金属粉、黏结剂及填充剂混合得到一种罐体外壳喂料；（2）将金属粉、盐类、黏结剂及填充剂混合得到一种多孔性结构喂料；（3）将罐体外壳喂料于射出机内射出成型一罐体外壳生胚；（4）将罐体外壳生胚置于射出机内，后将多孔性结构喂料于罐体外壳生胚内一体射出成型一多孔性结构生胚；（5）将一体射出成型的罐体外壳生胚及多孔性结构生胚浸泡于水中，以将多孔性结构生胚中的盐类溶出，形成固定比例的空孔；（6）去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的填充剂；（7）将分别去盐和去除填充剂的罐体外壳生胚及多孔性结构生胚进行高温烧结，以去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的黏结剂，并将金属粉致密化，以制成本发明的储氢装置。本发明使制成的储氢装置为一体成形，无缝接合，可有效避免焊道裂化，氢脆破坏等各种效应。
【专利说明】储氢装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种储氢装置的制造方法，特别是涉及一种可有效避免焊道裂化以提高使用安全性，且有效减薄储氢装置壁厚以达到储氢装置轻量化的目的的储氢装置的制造方法。
【背景技术】
[0002]—套储氢合罐，就使用上而言，除合吸放氢特性、储氢容、操作温和压 为基本考外，尚须注意影响储氢合罐充放氢速的合粉末动性与热传导性，以
及影响储氢罐使用安全的合吸氢体积膨胀造成罐体变形等相关问题。
[0003]中华民国专利号1267605公开了一种储氢装置，该储氢装置采用金属薄片建构蜂巢式堆栈，使其支撑于一长轴上，将其储氢合金粉体充填于巣式内，达到创造较大反应表面积，分散充放氢过程的膨胀应力变化与增加热传效应等效果。
[0004]但是，传统上储氢合金内部构造隔层复杂，外部罐体需留有构装通道与开孔，内部组装完毕后再行焊接接合，工段繁琐，且焊道部分因热影响区与内部析出相的变化，在高压氢气应力循环下，产生氢脆效应，容易导致焊道裂化与氢脆腐蚀，致使储氢罐体寿命不佳与安全性不高等问题。
[0005]有鉴于此，提供一种替代上述工艺以解决储氢罐体寿命不佳与安全性不高等问题的制造方法实为必要。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种有效避免焊道裂化以提高使用安全性，且有效减薄储氢装置壁厚以达到储氢装置轻量化的目的的储氢装置的制造方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明所提供一种一种储氢装置的制造方法，其步骤包括:
(1)将金属粉、黏结剂及填充剂混合得到一种罐体外壳喂料；
(2)将金属粉、盐类、黏结剂及填充剂混合得到一种多孔性结构喂料；
(3)将罐体外壳喂料于射出机内射出成型一罐体外壳生胚；
(4)将罐体外壳生胚置于射出机内，将多孔性结构喂料于罐体外壳生胚内一体射出成型一多孔性结构生胚；
(5)将罐体外壳生胚及多孔性结构生胚浸泡于水中，将多孔性结构生胚中的盐类溶出，以形成固定比例的空孔；
(6)去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的填充剂；
(7)将分别去盐及去除填充剂的罐体外壳生胚及多孔性结构生胚进行高温烧结，以去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的黏结剂，并将金属粉末致密化，以制成本发明的储
氢装置。
[0008]综上所述，本发明储氢装置的制造方法，将罐体外壳喂料于射出机内射出成型一罐体外壳生胚,然后将多孔性结构喂料于罐体外壳生胚内一体射出成型一多孔性结构生胚，如此制成的储氢装置一体成形，无缝接合，将可有效避免焊道裂化，氢脆破坏等各种效应，使得可有效减薄所需罐体壁厚，除可明显提高安全性外，易可达到储氢装置轻量化的目的。此外,使用射出成型技术,可大批量生产,大幅降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明射出成型罐体外壳生胚的部分剖面立体图。
[0010]图2为本发明射出成型多孔性结构生胚的部分剖面立体图。
[0011]图3为本发明储氢装置烧结完成后的金属成品的部分剖面立体图。
[0012]图4为本发明储氢装置的制造方法的流程示意图。
[0013]图中各零部件的附图标记说明如下。
[0014]罐體外殼生胚10多孔性結構生胚 20 空孔 201 【具体实施方式】
[0015]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0016]本发明储氢装置的制造方法包括以下步骤:
(I)将金属粉、黏结剂及填充剂混合得到一种罐体外壳喂料。
[0017](2)将金属粉、盐类、黏结剂及填充剂混合得到一种多孔性结构喂料。
[0018]对于罐体外壳喂料而言，金属粉的体积百分比为50-70%，金属粉可以是不锈钢或金属合金，金属合金可以是铜合金，本实施例中，金属粉优选为不锈钢；黏结剂及填充剂占总罐体外壳喂料的体积百分比为30-50%，黏结剂占黏结剂及填充剂体积百分比的10-90%，黏结剂主要为塑料，可提高罐体外壳生胚(生胚是指没烧结的“土胚”，胚是指采用固定模制成的前期产品)脱蜡后胚体的强度；填充剂可为蜡、聚缩醛(POM)或水基材料(水溶性物质)等，目的是为了增加黏结剂的流动性，以利射出成形的完成，使用罐体外壳喂料，烧结后的罐体外壳生胚为实心对象，致密化程度可达95%以上。
[0019]对于多孔性结构喂料而言，金属粉可为金属或金属合金，其中金属可为铜、铝或钛等，金属合金可为铜合金，金属粉及盐类占总多孔性结构喂料的体积百分比为50-70%，其中，盐类占金属粉与盐类的体积百分比为20-80%。黏结剂及填充剂占总多孔性结构喂料的体积百分比为30-50%，黏结剂主要为塑料，盐类可用NaCl、KCl、MgC12等各种容易获得的便宜且可溶于水的盐类。多孔性结构喂料的填充剂为可为蜡、聚缩醛(POM)或水基材料(水溶性物质)等，目的是为了增加黏结剂的流动性，以利射出成形的完成，使用罐体外壳喂料，烧结后的罐体外壳生胚为实心对象，致密化程度可达95%以上。
[0020]请参阅图1，(3)将罐体外壳喂料于射出机内射出成型一罐体外壳生胚I O。
[0021]请参阅图2，(4)将罐体外壳生胚10置于射出机内，将多孔性结构喂料于罐体外壳生胚10内一体射出成型一多孔性结构生胚20。
[0022](5)将已一体成形的罐体外壳生胚I O及多孔性结构生胚20浸泡于水中，将多孔性结构生胚20中的盐类溶出，形成固定比例均匀分布且相互连通的空孔201。盐类的体积百分比大，空孔201就多，越易形成互相连通的空孔201 ;盐类的体积百分比小，空孔201越少；多孔性结构生胚20的空孔201的孔隙率、孔洞大小、开闭孔比例等可通过调整多孔性结构喂料而达最佳比例。
[0023](6)去除罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的填充剂。
[0024]当罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的填充剂采用蜡时，将罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20以溶剂清洗或是加热去除罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的蜡基材料；当罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的填充剂采用水基材料时，将一体成型的罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20以水浸泡的方式去除罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的水基材料；当罐体外壳生胚10中的填充剂采用聚缩醛(POM)时，将一体成型的罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20以硝酸气体裂解的方式去除罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的聚缩醛(POM)。
[0025]其中，去除蜡基材料时的溶剂可为正丁烷、正辛烷、去溃油、溴丙烷等各种可以把蜡溶掉的溶剂。
[0026](7)将分别去盐及去除填充剂蜡、聚缩醛(POM)或水基材料的罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20高温烧结，以去除罐体外壳生胚10及多孔性结构生胚20中的黏结剂，并将金属粉末致密化，即可制成本发明的储氢装置100，如图3所示。
[0027]由于多孔性结构喂料的主要成份是金属粉，在将盐类溶出且将黏结剂中的塑料烧结取出后，多孔性结构内部为大面积的金属材料，可快速导热，增加吸放氢的效率。
[0028]综上所述，本发明储氢装置的制造方法，将罐体外壳喂料于射出机内射出成型一罐体外壳生胚10，然后将多孔性结构喂料于罐体外壳生胚10内一体射出成型一多孔性结构生胚20，如此制成的储氢装置100 —体成形，无缝接合，将可有效避免焊道裂化，氢脆破坏等各种效应，使得可有效减薄所需罐体壁厚，除可明显提高安全性外，易可达到储氢装置100轻量化的目的。此外，使用射出成型技术，可大批量生产，大幅降低生产成本。
【权利要求】
1.一种储氢装置的制造方法，其特征在于:包括以下步骤:(1)将金属粉、黏结剂及填充剂混合得到一种罐体外壳喂料；(2)将金属粉、盐类、黏结剂及填充剂混合得到一种多孔性结构喂料；(3)将罐体外壳喂料于射出机内射出成型一罐体外壳生胚；(4)将罐体外壳生胚置于射出机内，将多孔性结构喂料于罐体外壳生胚内一体射出成型一多孔性结构生胚；(5)将罐体外壳生胚及多孔性结构生胚浸泡于水中，并将多孔性结构生胚中的盐类溶出，以形成固定比例的空孔；(6)去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的填充剂；(7)将分别去盐与去除填充剂的罐体外壳生胚及多孔性结构生胚进行高温烧结，以去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的黏结剂，将金属粉末致密化，从而制成该储氢装置。
2.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:其中所述罐体外壳喂料中的金属粉占50-70%体积百分比，黏结剂及填充剂占总罐体外壳喂料的体积百分比为30~50%，黏结剂占黏结剂及填充剂的体积百分比为10~90%。
3.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:罐体外壳喂料中的金属粉可以是不锈钢或金属合金，金属合金可以是铜合金；黏结剂主要为塑料，填充剂可为蜡、聚缩醛或水基材料；罐体外壳喂料的填充剂可为蜡、聚缩醛或水基材料。
4.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述多孔性结构喂料中的金属粉及盐类占总多孔性结构喂料的体积百分比为50-70%，其中，盐类占金属粉与盐类的体积百分比为20-80%，黏结剂及填充剂占总多孔性结构喂料的体积百分比为30-50%。
5.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述多孔性结构喂料中的金属粉可为金属或金属合金，其中金属可为铜、铝或钛，金属合金可为铜合金，黏结剂主要为塑料，盐类为可溶于水的盐类，多孔性结构喂料的填充剂可为蜡、聚缩醛或水基材料。
6.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述步骤(5)中的多孔性结构生胚的空孔的孔隙率、孔洞大小、开闭孔比例可通过调整多孔性结构喂料而达最佳比例。
7.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述步骤(6)中，当罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的填充剂采用蜡时，将罐体外壳生胚及多孔性结构生胚以溶剂清洗或是加热去除罐体外壳生胚及多孔性结构生胚中的蜡基材料。
8.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述步骤(6)中，当罐体外壳生胚中的填充剂采用水基材料时，将一体成型的罐体外壳生胚及多孔性结构生胚以水浸泡的方式去除罐体外壳生胚中水基材料。
9.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述步骤(6)中，当罐体外壳生胚中的填充剂采用聚缩醛时，将一体成型的罐体外壳生胚及多孔性结构生胚以硝酸气体裂解的方式去除罐体外壳生胚中聚缩醛。
10.如权利要求1所述的储氢装置的制造方法，其特征在于:所述步骤(6)中，溶剂可为正丁烷、正辛烷、去溃油或溴丙烷的其中一种。
【文档编号】B22F3/22GK103962561SQ201310044675
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月4日 优先权日:2013年2月4日
【发明者】周政宇, 许哲玮, 郑志伟 申请人:东莞富强电子有限公司, 正崴精密工业股份有限公司