[go: up one dir, main page]

RU2038217C1 - Слоистый пористый материал - Google Patents

Слоистый пористый материал

Info

Publication number
RU2038217C1
RU2038217C1 RU9292010317A RU92010317A RU2038217C1 RU 2038217 C1 RU2038217 C1 RU 2038217C1 RU 9292010317 A RU9292010317 A RU 9292010317A RU 92010317 A RU92010317 A RU 92010317A RU 2038217 C1 RU2038217 C1 RU 2038217C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
porous
layer
base
nickel
working
Prior art date
Application number
RU9292010317A
Other languages
English (en)
Other versions
RU92010317A (ru
Inventor
Лев Хатевич Певзнер
Михаил Яковлевич Лаховский
Борис Сергеевич Оборин
Original Assignee
Лев Хатевич Певзнер
Михаил Яковлевич Лаховский
Борис Сергеевич Оборин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лев Хатевич Певзнер, Михаил Яковлевич Лаховский, Борис Сергеевич Оборин filed Critical Лев Хатевич Певзнер
Priority to RU9292010317A priority Critical patent/RU2038217C1/ru
Priority to US08/162,528 priority patent/US5468273A/en
Publication of RU92010317A publication Critical patent/RU92010317A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2038217C1 publication Critical patent/RU2038217C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027Metallic material
    • B01D39/2031Metallic material the material being particulate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Использование: фильтрация газов для отделения аэрозольной влаги и масел. Сущность изобретения: слоистый пористый материал содержит фильтровую основу из высокопористого ячеистого материала на основе никеля с размером пор 0,3 - 2,0 мм; рабочий слой из пористого проницаемого материала, сформированного из пористого сферического материала на поверхности основы толщиной 0,35 - 2,5 мм и промежуточный слой из этих материалов толщиной 0,3 - 0,5 размера ячейки основы. При этом в качестве материала рабочего слоя используют бронзовый сферический порошок. Толщину пористой основы h рассчитывают из соотношения h : d = 20 - 110, где d - размер пор ячеистого материала на основе никеля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, конкретно к слоистым пористым материалам.
Известен слоистый пористый инструментальный материал, содержащий основу из стали, промежуточный слой, выполненный из металла группы железа, и рабочий слой из твердого сплава толщиной 0,2-1,0 мм. Промежуточный слой выполнен из никеля или кобальта, а основа выполнена из стали с горячей твердостью не менее 600оС и содержанием углерода не более 0,5 мас. (а.с. N 1639890, кл. В 22 F 7/00, 3.5.12.88).
Однако известный слоистый материал не пористый и не может быть применен для отделения аэрозольной влаги и масла из потока воздуха или газа.
В технике широко известны пористые влагоотделители из керамики или пористых металлов. Например, известен пористый проницаемый материал из бронзы, который получают спеканием порошка (размер фракций от 0,05 до 1 мм). Пористость такого материала не более 70% (Пористые проницаемые материалы./Под ред. С.В. Белов, М. Металлургия, 1987, с. 110-117). Специфическая форма пор такого материала отверстия между спеченными сферами, и при прохождении потока сжатого воздуха и попадании в поры твердых частиц поры быстро забиваются грязью.
Известен высокопористый ячеистый материал на основе металлов или керамик, полученный путем моделирования пористой структурообразующей матрицы. Пространственная структура такого материала представляет собой трехмерную ячеистую сеть с размерами ячеек от 0,4 до 2 мм и открытой пористостью от 75 до 95% (В.Н. Анциферов и др. Свойства высокопористых металлов. Порошковая металлургия, 1980, N 12, с. 20-24).
Однако эти материалы недостаточно хорошо отделяют аэрозольную влагу.
Наиболее близким по технической сущности является слоистый пористый проницаемый материал из класса комбинированных пористых проницаемых материалов (КППМ) (Пористые проницаемые материалы./Под ред. С.В. Белова, М. Металлургия, 1987, с. 260-266). Известный двуслойный материал содержит никелевую фильтровую основу саржевую сетку 80/720, на которой сформирован рабочий пористый слой из порошка карбонильного никеля.
Фильтровальные свойства таких двуслойных КППМ позволяют получать тонкость фильтрации до 3-5 мкм. Это достигается за счет конструктивных особенностей двуслойного материала, получаемого напылением карбонильного порошка никеля на никелевую саржевую сетку с последующим спеканием и холодной прокаткой.
К недостаткам слоистого пористого материала следует отнести то, что он недостаточно хорошо отделяет мелкокапельную аэрозольную влагу из потока сжатого воздуха (газа). Это объясняется тем, что пористость известного материала менее 70% и влага, оседая в порах, удерживается силами адгезии и плохо удаляется из ячеек пористого материала. Небольшая зона контакта капиллярно-пористого порошкового слоя и опорного слоя не позволяет быстро отводить влагу из мелкопористого слоя, что резко повышает аэродинамическое сопротивление материала.
Цель изобретения повышение качества влагоотделения фильтрующего слоистого пористого материала при его минимальном аэродинамическом сопротивлении.
Цель достигается тем, что в слоистом пористом материале, содержащем никелевую фильтровую основу и рабочий пористый слой, основа выполнена из высокопористого ячеистого материала на основе никеля (пороникеля) с размером пор 0,3-2,0 мм. Размер пор менее 0,3 мм изготовить не представляется возможным, а при размере пор более 2,0 мм эффект отделения мелкокапельной аэрозольной влаги, а также скорость удаления влаги из рабочего слоя, резко снижаются, что приводит к повышению аэродинамического сопротивления. Рабочий слой выполнен из пористого проницаемого материала, полученного спеканием из сферического бронзового, никелевого или другого коррозионно-стойкого порошка с пористостью 40-70% Эксперименты показали, что толщина слоя 0,35-2,5 мм при размере частиц от 0,05 до 1,0 мм. При толщине слоя менее 0,35 мм капельная аэрозоль удаляется не полностью. При толщине слоя более 2,5 мм резко возрастает аэродинамическое сопротивление.
Толщина слоя пороникеля определена соотношением h:d от 20 до 110, где h толщина слоя пороникеля, а d размер ячейки. Как показали эксперименты, при отношении h: d меньше 20 возникает вторичный каплеунос, а увеличение этого отношения свыше 110 неоправданно повышает аэродинамическое сопротивление и расход пороникеля.
Функционально каждый из слоев имеет свое назначение. В рабочем слое происходит качественное отделение мелкокапельной аэрозольной влаги. Однако в силу специфики пор и их размера 0,002-0,05 мм влага удерживается силами адгезии в порах, постепенно заполняя их. При этом повышается аэродинамическое сопротивление фильтрующего материала и снижается пропускная его способность. При повышении давления отделенная влага продавливается сквозь фильтрующий материал и возникает вторичный каплеунос. Слой пороникеля сам недостаточно качественно отделяет мелкокапельную аэрозоль, несмотря на развитую поверхность, но находясь в контакте с рабочим слоем из пористого проницаемого материала, за счет капиллярного эффекта, который возникает в силу его специфической поверхности, хорошо отводит скапливающуюся в нем влагу. В самом же слое пороникеля влага легко стекает вниз по лабиринтам поверхности, практически не создавая дополнительного сопротивления потоку очищаемого газа или воздуха, из-за структуры пороникеля, имеющей большую пористость со значительной по величине ячейкой.
Между пороникелем и пористым проницаемым материалом выполнен комбинированный промежуточный слой из этих же материалов. Он имеет сложную дендритно-сфероидальную структуру поверхности. Толщина промежуточного слоя от 0,3 до 5 размеров ячеек пороникеля. Назначение этого слоя обеспечить достаточно плотный и равномерный по площади контакт между рабочим слоем и пороникелевой основой. При толщине промежуточного слоя толщиной менее 0,3 от размера ячейки пороникеля не обеспечивается на 70-90% площадь контакта слоев пороникеля и слоя пористого проницаемого материала. Это не позволяет в полной степени отводить влагу из рабочего слоя.
При увеличении слоя более чем до 5 размеров ячеек пороникеля резко возрастает аэродинамическое сопротивление фильтрующего материала.
Использование в качестве опорного слоя на основе никеля весьма существенно. На качество влагоотделения существенное влияние имеет именно специфическая структура дендритной поверхности пороникеля (Приложение, ф. 2). По лабиринтам этой поверхности, отделившаяся влага быстро стекает вниз, не забивая эти лабиринты и не отрываясь от поверхности пороникеля. Изготовление фильтрующих элементов из других материалов связано с проблемами коррозионной стойкости и качества влагоотделения. Попытки обеспечить такой же эффект на других материалах не увенчались успехом.
Как показали исследования, качественные результаты по влагоотделению на коррозионно-стойких материалах достигаются лишь на никеле и материалах, содержащих не менее 50% никеля с добавлением меди. Эти материалы ниже будут называться единим термином пороникель по названию основного элемента.
Рабочий слой может быть выполнен из различных порошковых материалов, однако бронзовый порошок БрОФ 10, разработанный в Белорусском республиканском НПО порошковой металлургии, предпочтителен из соображений простоты технологии его нанесения и спекания.
На чертеже изображен пористый материал.
Пористый слоистый материал содержит основу 1 из пороникеля, рабочий слой 2 из пористого проницаемого материала, сформированный из сферического порошкового материала. Между рабочим слоем 2 и основой 1 выполнен промежуточный слой 3 из этих материалов.
В связи с простотой и технологичностью получения заявляемого материала ниже приведены только общие параметры его получения.
На поверхность основы 1 (пороникеля) с размером пор 0,3-2,0 мм свободной насыпкой наносили бронзовый порошок (БрОФ 10, сферический) с размером частиц (-200)-(+125) мкм так, чтобы он полностью закрывал поверхность основы 1. После этого легкой вибрацией в течение 2 с достигалось проникновение порошка на необходимую глубину и осуществлялась досыпка порошка до создания слоя толщиной 1 мм. Далее порошковый слой выравнивался деревянной лопаткой и подготовленный образец помещался в печь с защитной восстановительной атмосферой, где производилось спекание при 780оС (при возможном диапазоне 750-860оС) в течение 40 мин (при возможном диапазоне 30-60 мин).
По истечении указанного времени образцы охлаждались в печи до 200оС.
Наиболее характерные результаты проведенных испытаний образцов, при которых были определены пределы возможных параметров фильтрующего материала, систематизированы и приведены в таблице.
Испытания в течение 30 сут показали, что полученный слоистый пористый материал позволяет удалять до 98% аэрозольной влаги и масла, при потерях давления не более 0,3 атм.
Эффективность и долговечность полученного фильтрующего материала многократно возрастает при использовании предварительной очистки потока воздуха или газа на циклонной установке или пропусканием его через слой пороникеля, поромеди или иного материала из числа высокопористых ячеистых материалов. Такая предочистка удалит большую часть частиц, способных застрять в слое из капиллярно-пористого порошкового материала, а значит повысит долговечность фильтрующего материала.

Claims (2)

1. СЛОИСТЫЙ ПОРИСТЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий никелевую фильтровую основу и рабочий пористый слой из спеченного сферического порошка, отличающийся тем, что основа выполнена из высокопористого ячеистого материала на основе никеля с размером пор 0,3 2,0 мм и толщиной, выбранной из соотношения
h d 20 110,
где h толщина слоя основы, мм;
d размер пор в слое основы, мм,
при этом рабочий слой выполнен толщиной 0,35 2,5 мм, а между рабочим слоем и фильтровой основой выполнен промежуточный слой из этих материалов толщиной 0,3 5,0 размера ячеек слоя основы.
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала для рабочего слоя использован бронзовый сферический порошок.
RU9292010317A 1992-12-07 1992-12-07 Слоистый пористый материал RU2038217C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9292010317A RU2038217C1 (ru) 1992-12-07 1992-12-07 Слоистый пористый материал
US08/162,528 US5468273A (en) 1992-12-07 1993-12-03 Stratal porous filter material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9292010317A RU2038217C1 (ru) 1992-12-07 1992-12-07 Слоистый пористый материал

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92010317A RU92010317A (ru) 1995-04-20
RU2038217C1 true RU2038217C1 (ru) 1995-06-27

Family

ID=20133158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9292010317A RU2038217C1 (ru) 1992-12-07 1992-12-07 Слоистый пористый материал

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5468273A (ru)
RU (1) RU2038217C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134143C1 (ru) * 1996-06-04 1999-08-10 Геннадий Васильевич Доронин Технологическая линия по производству пористых элементов
WO2002088278A1 (en) * 2001-04-27 2002-11-07 Nikolai Ivanovich Butenko Filter medium for liquid fuels and filter device utilizing same
RU2195992C1 (ru) * 2000-12-28 2003-01-10 Николай Иванович Бутенко Фильтрующий материал для жидких топлив и фильтр на его основе
RU2708284C1 (ru) * 2016-09-22 2019-12-05 Никовенчерс Холдингз Лимитед Способ лазерной сварки

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9708820A (pt) 1996-04-26 2000-01-04 Tetra Tech Sistema de suporte para meio de tratamentio de fluìdo e placa porosa de suporte para meio de tratamento de fluìdo
CA2190238A1 (en) * 1996-07-15 1998-01-15 Ryutaro Motoki Sintered metal filters
AT1322U1 (de) * 1996-09-10 1997-03-25 Plansee Ag Filterelement
US7074329B2 (en) * 2001-10-26 2006-07-11 Tetra Technologies, Div Capital Controls, Severn Trent Services Co. Lid for an underdrain block
ITMC20050048A1 (it) * 2005-05-19 2006-11-20 Nuova Adelchi Spa Suola per calzature traspirante ed impermeabile.
US20100154370A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-24 Caterpillar Inc, System and methods for particulate filter
DE102009026456A1 (de) * 2009-05-25 2010-12-16 Airbus Operations Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils
KR101841778B1 (ko) * 2009-06-18 2018-05-04 엔테그리스, 아이엔씨. 상이한 평균 사이즈들의 입자들로 구성되는 다공성 소결 재료

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2157596A (en) * 1936-06-18 1939-05-09 Gen Motors Corp Method of making porous metal elements
US2220641A (en) * 1936-06-18 1940-11-05 Gen Motors Corp Porous metal filter element
US2273589A (en) * 1940-03-07 1942-02-17 Gen Motors Corp Method of making porous metal bodies
US2267918A (en) * 1940-03-27 1941-12-30 Gen Motors Corp Porous article and method of making same
US2455804A (en) * 1943-01-01 1948-12-07 Gen Electric Co Ltd Nickel chromium tungsten composite metal body and method of making same
US2450339A (en) * 1943-09-17 1948-09-28 Mallory & Co Inc P R Method of making porous metal filters
US2554343A (en) * 1947-07-22 1951-05-22 Pall David Anisometric metallic filter
GB648929A (en) * 1948-03-25 1951-01-17 Mond Nickel Co Ltd Improvements relating to the production of porous metal plates
US2521107A (en) * 1949-01-12 1950-09-05 Robert D Wiley Filtering device
US3581902A (en) * 1968-10-04 1971-06-01 Minnesota Mining & Mfg Filter made from powdered metal
US4186100A (en) * 1976-12-13 1980-01-29 Mott Lambert H Inertial filter of the porous metal type
JPS56149363A (en) * 1980-04-15 1981-11-19 Nippon Dia Clevite Co Manufacture of porous sintered body such as aluminum

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 3359622, кл. 29-420.5, 1967. *
2. Авторское свидетельство СССР N 577095, кл. B 22F 3/10, 1977. *
3. Белок С.В. Пористые проницаемые материалы. Справочник. М.: Металлургия, 1987, с.260-266. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134143C1 (ru) * 1996-06-04 1999-08-10 Геннадий Васильевич Доронин Технологическая линия по производству пористых элементов
RU2195992C1 (ru) * 2000-12-28 2003-01-10 Николай Иванович Бутенко Фильтрующий материал для жидких топлив и фильтр на его основе
WO2002088278A1 (en) * 2001-04-27 2002-11-07 Nikolai Ivanovich Butenko Filter medium for liquid fuels and filter device utilizing same
RU2708284C1 (ru) * 2016-09-22 2019-12-05 Никовенчерс Холдингз Лимитед Способ лазерной сварки
US11172706B2 (en) 2016-09-22 2021-11-16 Nicoventures Trading Limited Laser welding method for joining a solid and porous metal component

Also Published As

Publication number Publication date
US5468273A (en) 1995-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2038217C1 (ru) Слоистый пористый материал
DE10044656B4 (de) Offenzellige Siliciumcarbid-Schaumkeramik und Verfahren zu ihrer Herstellung
CA1266791A (en) Process for preparing porous metal plate
US20040072010A1 (en) Porous sintered metal and filter thereof, and method for producing porous sintered metal
US2157596A (en) Method of making porous metal elements
EP0237530B1 (de) Filterkörper
US4765833A (en) Porous ceramic structure and method of filtering aluminum
US7951246B2 (en) Method for manufacturing open porous metallic foam body
KR20010072950A (ko) 다공성 구조물과 그 제조방법 및 장치
KR100526098B1 (ko) 계층화된 구조의 필터 및 그 제조 방법
RU2040371C1 (ru) Способ изготовления фильтрующего материала
EP0410284B1 (de) Keramik-Metall-Verbundwerkstoff
US2454982A (en) Filter element
JP2007533849A (ja) 金属繊維焼結体
JP2008522025A (ja) 燒結体の製造法
GB2097777A (en) Ceramic foam
KR100459469B1 (ko) 용융금속 여과용 세라믹 폼 필터 및 그의 제조방법
DE102005002671B3 (de) Turbinenschaufel für Strömungsmaschinen und Verfahren zu ihrer Herstellung
RU2424083C1 (ru) Способ изготовления фильтрующего материала
JP2006306633A (ja) 溶融金属濾過用セラミックフィルター及び溶融金属濾過方法
US5868810A (en) Filtering cartridge
JP5430081B2 (ja) 金属多孔質焼結体の製造方法
JP3615026B2 (ja) セラミックフィルタおよびその製造方法
JP4187154B2 (ja) 金属多孔質焼結体およびフィルター
JP3600321B2 (ja) 高純度ガス用の精密フィルター及びその製造方法