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烧结毡滤芯的制作工艺是什么

更新时间:2025-11-05 点击次数:1 分类:行业资讯

烧结毡滤芯的制作工艺是什么

1. 原料准备 - 金属纤维

材料选择:通常根据过滤介质的腐蚀性、温度和强度要求,选择相应的金属材料。最常用的是316L不锈钢,此外还包括304、304L、310S、哈氏合金、因科镍合金等。

纤维制造:通过特定的拉拔或熔纺工艺,将金属制成微米级直径(例如1μm ~ 50μm)的纤维。纤维的直径直接决定了滤芯的初始过滤精度和孔隙率。


2. 铺毡 - 形成多层结构

这是决定滤芯性能梯度和高纳污容量的关键步骤。

分层铺设:将不同直径、不同孔径的金属纤维毡按照特定的顺序进行叠层。通常遵循 “梯度过滤” 原则:

迎流层:通常采用相对较粗的纤维,形成孔径较大的一层,主要作用是拦截较大的颗粒,保护内层,提高整体纳污量。

中间过渡层:由中等粗细的纤维组成,孔径逐渐减小。

精过滤层:采用最细的纤维,形成最小的孔径,负责保证最终的过滤精度。

形式:铺好的毡可以是平片状(用于制作平板滤片或缠绕滤芯),也可以是直接铺设在圆筒形模具上(用于制作空滤芯)。


3. 烧结 - 工艺的核心

烧结是整个过程的灵魂,它使松散的纤维毡真正成为一个整体。

过程:将铺好的多层纤维毡放入真空烧结炉中。

环境:必须在高真空或保护气氛(如氢气、氩气) 下进行,以防止金属纤维在高温下氧化。

加热:按照精确控制的升温曲线,将炉内温度升高到金属材料熔点的60% - 90%(例如,对于不锈钢,大约在1100°C - 1300°C)。

机理:在高温下,金属纤维接触点处的原子获得能量,开始扩散、迁移,最终在接触点处形成牢固的冶金结合(晶粒长大和再结晶)。这个过程并非熔化,而是“固相烧结”,纤维仍然保持其原有的形状,但彼此已经焊合在一起。


4. 后续加工 - 制成滤芯成品

烧结后的毛坯还需要经过一系列加工才能成为可安装使用的滤芯。

卷圆与焊接:对于平板毡,需要将其卷成圆筒,并将接缝处用焊接(如氩弧焊)的方式密封,形成无缝的滤芯骨架。

端盖焊接:将金属端盖(通常带有螺纹接口,如226、222等)精确地焊接在滤筒的两端。这一步要求焊接质量极高,确保无泄漏、无虚焊。

表面处理与清洗:对焊接好的滤芯进行抛光、酸洗钝化等处理,以去除焊接氧化皮和污染物,使其表面光滑、易于清洗,并增强耐腐蚀性。

折叠成型(针对折叠式烧结毡滤芯):这是高性能滤芯的常见形态。将烧结好的平板毡通过精密的折叠机折叠成波浪形(瓦楞状)。这一步骤极大地增加了单位长度内的有效过滤面积,从而提高了通量,降低了压差。

组装与包装:根据需要安装支撑骨架(内衬网/外护网),最后进行完整性测试(如冒泡点测试)后包装。


工艺特点总结

通过这种独特的工艺制造出的烧结毡滤芯具有以下显著特点:

三维网状结构:不是二维的筛网,具有深层次过滤能力,纳污量极高。

梯度过滤:由粗到细的孔隙结构,能更有效地利用整个滤材的厚度进行过滤,延长使用寿命。

冶金结合:纤维之间通过原子扩散连接,无比牢固,无脱落风险,能承受高压差和频繁的反冲洗。

材料特性得以保留:基体金属的耐腐蚀、耐高温特性在烧结后得到完整保持。

总而言之,烧结毡滤芯的制作是一个集材料科学、粉末冶金技术和精密机械加工于一体的复杂过程,这也是其性能卓越且价格相对较高的原因。