[發明專利]廢鋁回收制備激光選區熔化用粉末的方法、產物以及設備

有效

• 申請號: 201811630687.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109576496B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 白培康;趙文杰;趙占勇;李忠華;劉斌;王建宏;李玉新;王宇;李曉峰
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B9/10;C22B21/06;B22F9/08;B33Y70/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

本發明屬于廢鋁在利用技術領域，尤其涉及廢鋁回收制備激光選區熔化用粉末的方法、產物以及設備。本發明可將廢鋁回收重熔與氣霧化制粉技術結合一體，將廢鋁直接制成制備激光選區熔化用粉末，而且在熔融工藝中加入混合鹽組分，可以使得最終的粉末微觀組織均勻，晶粒細化，提高產品質量。

技術領域

本發明屬于廢鋁在利用技術領域，尤其涉及廢鋁回收制備激光選區熔化用粉末的方法、產物以及設備。

背景技術

在鋁制品的生產加工過程中，會產生大量的工藝廢料和不合格產品，統稱為“廢鋁”，如果不能妥善處理廢鋁會造成環境污染和巨大的資源浪費。由于廢鋁具有化學成分相對清晰，回收成本低，再利用價值高等特點，廢鋁回收相關技術得到越來越多的關注。

氣霧化制粉技術具有環境污染小、粉末球形度高、氧含量低以及冷卻速率大等優點。經過多年發展，氣霧化制粉技術已發展為生產高性能金屬及合金粉末的主要方法，如果能夠將廢鋁回收重熔技術和氣霧化制粉技術相結合，對工藝參數進行研發性探索，那么有望將廢鋁直接制成可用于激光選區熔化技術（SLM）的金屬粉末，不僅符合我國目前對資源在利用和節能減排的生產要求，也更加符合企業的市場規劃。

發明內容

本發明的目的是提供一種廢鋁回收制備激光選區熔化用粉末的方法、產物以及設備，本發明可將廢鋁回收重熔與氣霧化制粉技術結合一體，將廢鋁直接制成制備激光選區熔化用粉末，而且在熔融工藝中加入混合鹽組分，可以使得最終的粉末微觀組織均勻，晶粒細化，提高產品質量。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

廢鋁回收制備激光選區熔化用粉末的方法，步驟如下：

1）將廢鋁制屑并除去雜質，然后除去鋁屑表面附著的氧化層后烘干；

2）將烘干后的鋁屑熔融后升溫至900℃-950℃并加入由氟硼酸鉀、氟鈦酸鉀和氯化鉀組成且質量配比為2-3：5-7：3-5的混合鹽，攪拌反應30min后加入氟鋁酸鈉覆蓋劑繼續保溫反應，再于氬氣環境中靜置30min后，加入由六氯乙烷和氟鋁酸鈉組成且質量配比為5-7：1的混合粉末，攪拌反應后除渣；

3）將步驟2）所得的鋁熔體引流至900-950℃的抽真空環境下與由氯化鈉和氟化鈉組成且質量配比為8-10：1的混合粉劑攪拌反應；

4）將步驟3）所得的鋁熔體引流至溫度為800℃且積壓比為20:1的環境下攪拌并螺旋擠出，并以4000-5000g/min的流量進入氣霧化設備，并于5-7Mpa的氬氣噴吹作用制粉，即得所述激光選區熔化用粉末，其中氣霧化設備內為800-900℃、霧化氣流壓力8×10⁵-9×10⁵Mpa的氬氣環境。

優選的，所述步驟1）具體如下：將廢鋁破碎至粒徑為1-5cm的鋁屑，然后依次對鋁屑進行電磁除鐵、丙酮浸泡除油、水洗、脫漆、超聲波清洗除去鋁屑表面氧化膜和烘干步驟；

其中烘干步驟采用熱風烘干，烘干后鋁屑應處于60-80℃的保溫狀態（烘干溫度過低烘干效果不明顯，溫度過高會使鋁屑再次氧化，所以優選為60-80℃）；

其中脫漆步驟為將水洗后的鋁屑于800-850℃環境下浸泡入熔融態的脫漆粉1-5min，所述脫漆粉由質量比為1：1的碳酸鈉和氯化鎂組成（該配比下的脫漆粉脫漆效果最佳，能夠使鋁屑表面的油漆完全被溶解，如果配比有偏差則會造成脫漆效率降低甚至沒有效果）；

其中超聲波清洗除去鋁屑表面氧化膜步驟為將脫漆后的鋁屑浸入清洗液中超聲波清洗，所述清洗液由體積比為1：9的無水乙醇和溴乙烷組成。

優選的，所述步驟1）中的烘干采用直接加熱式轉筒烘干機，烘干的旋轉速度為1-10r/min、熱風風速為0.5-1.5m/s，熱風溫度為50-150℃，烘干時長10-60min。