У попередній статті TOPTITECH представив перші два етапи виробництва спеченого фільтруючого елемента з порошку з нержавіючої сталі: підготовку сировини та формування.
У цій статті ми продовжимо досліджувати останні три етапи спікання порошку з нержавіючої сталі:
Етап 3: Спікання - Трансформація та відродження мікроструктури
Спікання є етапом трансформації, який надає фільтру його остаточні властивості. Незбережене тіло поміщають у піч для спікання у точно контрольованому вакуумі або в захисній атмосфері (наприклад, водневій).
Низько{0}}температурна зона (≈300-600 градусів): зв’язуючі (якщо додані) випаровуються або розкладаються.
Середня{0}}температурна зона (≈600-1000 градусів): кількість оксидів на поверхні частинок порошку зменшується, а атомна активність починає зростати.
Високотемпературна-зона спікання (≈1100-1350 градусів): у цій критичній фазі дифузія атомів у точках контакту між частинками порошку утворює «шийки спікання». З’єднання між частинками переходить від початкового фізичного контакту до металургійного зв’язку. Відстань між центрами частинок зменшується, але загальна усадка об'єму контролюється.
| Етап процесу | Діапазон температур | Ключова подія | Тенденція пористості | Тенденція міцності | Розвиток структури пор |
| Зелене тіло | кімнатна температура | Після формування CIP | Високий (~60%) | Дуже низький | Початкова упаковка порошку |
| Звільнення | ~300 - 600 ступінь | Видалення сполучного | Трохи зменшується | Залишається крихким | Відкриті пори, очищені для спікання |
| Спікання (зростання шиї) | ~600 - 1100 ступінь | Починається дифузія атомів | Поступово зменшується | Швидко зростає | Між частинками утворюються горловини спікання |
| Спікання (ущільнення) | ~1100 - 1350 ступінь | Остаточне ущільнення | Стабілізує (~30-50%) | Наближається до максимуму | Сформована стабільна взаємопов’язана тривимірна мережа |
| Кінцевий продукт | Охолоджують до кімнатної температури | Зафіксована мікроструктура | Контрольований високий | Високий | Досягає цільової пористості та міцності |
Етап 4: Реалізація продуктивності - Мікроструктурне пояснення високої пористості та високої здатності утримувати бруд
Після точно контрольованого процесу спікання мікроструктура фільтруючого елемента має ідеальний стан:
Джерело високої пористості: незліченна кількість частинок металевого порошку міцно з’єднані «шийками для спікання». Складна, взаємопов’язана три{1}}вимірна мережа проміжків між частинками створює високу та ефективну пористість (зазвичай 30%-50%). Ці пори є каналами для потоку рідини.
Секрет високої здатності утримувати бруд: Висока здатність утримувати бруд відноситься не тільки до великого загального об’єму пор, але, що більш важливо, до механізму глибинної фільтрації. Забруднення не просто блокуються на гладкій поверхні; натомість вони потрапляють у звивисті звивисті канали пор всередині фільтруючого елемента. Вони захоплюються на різних глибинах у 3D-мережі за допомогою кількох механізмів, таких як пряме перехоплення, інерційне зіткнення та дифузійна адсорбція. Це схоже на багатоповерховий-гараж, який може вмістити набагато більше транспортних засобів у межах однієї площі порівняно з поверхневим майданчиком.
Поверхнева фільтрація (наприклад, сітчастий екран): забруднення накопичуються на поверхні, викликаючи швидке закупорювання.
Глибинна фільтрація (спечений фільтр): забруднення містяться у внутрішньому об’ємі, значно підвищуючи здатність фільтра утримувати бруд і значно подовжуючи термін його служби.
Висновок
Висока пористість і висока здатність утримувати бруд металевих порошкових фільтруючих елементів із спеченої нержавіючої сталі є прямим результатом ретельного процесу, що включає відбір порошку, точний склад, рівномірне формування та контрольоване спікання. Кожен крок розроблено для ретельного створення мікроскопічної три-вимірної мережі, яка є одночасно надійною та проникною з високою пропускною здатністю. Розуміння цієї подорожі «від порошку до фільтра» не тільки дозволяє нам краще оцінити витонченість цього розробленого продукту, але й забезпечує міцну технічну основу для вибору найбільш підходящого фільтруючого елемента на основі конкретних умов застосування (таких як точність фільтрації, вимоги до перепаду тиску та хімічна стійкість) у практичному використанні.
