Операция формирования пористых изделий.

Пористые изделия фильтрового назначения отличаются большим разнообразием геометрических форм: чашечки, цилиндры, втулки, конуса, свечи, диски, пластины, листы. Размеры колеб­лются от дисков диаметром 1,5 мм и чашечек диаметром до 5 мм до полых ци­линдров диаметром 100 мм и более, пластин размером 250 X 250 мм, дисков диаметром до 300 мм и прокатанных листов неограниченной длины. Каждый вид изделий имеет свои особенности формирования. Наиболее широкое распро­странение получили такие известные способы изготовления, как спекание сво­бодно насыпанных сферических порошков в специальных формах, соответствую­щих конфигурации изделия, из графита или других материалов, прессование заготовок фильтров под прессом при относительно небольших давлениях для сохранения высокой пористости, получение пористых листов методом прокатки, шликериое литье, гидростатическое прессование, войлокование при изготовле­нии изделий из сечки проволоки и др.

При формовании методом свободной насыпки сферических порошков достигается пористость 41—49 %, приложение вибрации уменьшает ее до 35,4— 42 %.

Метод прессования дает более низкие значения конечной пористости. При прессовании применяют давление 98—392 МПа.

При прокатке, в зависимости от размера исходных частиц и толщины листа, возможно получение пористости 20—45%. Регулирование конечной пористо­сти в значительной степени зависит от введения “порообразователей”.

При использовании несферических порошков возможно формование по­ристых изделий в виде многослойных конструкций. Например, прокаткой можно изготовить двухслойные фильтры из порошков нержавеющей стали и титана с различными размерами частиц. При прокатке многослойных фильтров кас­сета, из которой поступает порошок в валки прокатного стана, имеет соответ­ствующее количество параллельных отсеков, из которых в зону прокатки одно­временно поступает слой каждого из порошков.

Многослойные фильтры можно также получать центробежной отливкой шликера (шликер — густая взвесь частиц порошка в вязкой жидкости). В этом случае подготавливают несколько шликеров из частиц порошков различной крупности, которые последовательно заливают во вращающуюся металличе­скую пористую форму, позволяющую жидкости, образующей шликер, удаляться под действием центробежных сил. Полученную цилиндрическую заготовку затем высушивают и спекают.

Для получения изделий большого диаметра или длины применяют метод мундштучного прессования. Для этого подготавливают шликер из металличе­ского порошка на растворе крахмального клейстера или на синтетическом кау­чуке, поливиниловом спирте, этансульфонатцеллюлозе, карбоксиметилцеллю-лозе и других веществах, сообщающих смеси текучесть под давлением. Затем суспензию экструдируют под прессом через мундштук необходимого диаметра, полуфабрикат сушат и спекают. Этот метод применим в основном для порошков с несферической формой частиц. Проницаемость таких материалов обычно ниже, чем материалов из сфе­рических частиц. Метод мундштучного прессования несферических порошков с последующим спеканием помимо обеспечения равномерной по длине изделия пористости позволяет получать на поверхности пористых изделий слой с более тонкой пористостью, который обеспечивает высокую степень очистки газовых сред (до 2—4 мкм) без глубинного забивания фильтра, что способствует его эффективной многократной регенерации.

Сырьем для изготовления пористых материалов из волокон обычно служит сечка металлической проволоки диаметром 15—50 мкм и более. Для этой цели жгуты из проволоки необходимого диаметра подвергают резке на кусочки мер­ной длины. Для изготовления изделий подготавливают суспензию из сечки, например на глицерине, и затем выливают на пористую подложку необходимой формы. Для ускорения отфильтровывания жидкой фазы применяют вакуумное отсасывание. Этим методом можно изготавливать изделия в виде пластин и труб.

Возможно также изготовление пластинчатых изделий из волокон ме­тодом разравнивания сечки на плоской подложке и последующего прессо­вания.

Получающийся после осаждения на подложке металлический фетр обладает достаточно высокой прочностью для проведения дальнейших операций транс­портировки и спекания.

Фильтрующие элементы из титана прессуют статическим или гидростатиче­ским методами. Исходным сырьем служит порошок титановой губки фракций 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 мм. Прессование производят с введением 5 %-ного наполнителя (спирто-глицериновая смесь, 60 : 40) при давлениях 200—300 МПа.

Прессование фильтров из сферических порошков нержавеющей стали воз­можно только с введением связующих (парафин или 12 %-ный раствор поли­винилового спирта).

Прессование при давлениях 200—400 МПа дает пористость 30—40 %. Осо­бенностью изготовления фильтрующего материала ВФТН-1 является плазмен­ное напыление приготовленного порошка на металлическую сетку, спекание в среде водорода при 750 ± 50 °С в течение 1—2 ч, затем при 1150 ± 100 °С в течение 3—4 ч в вакууме.