[发明专利]废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备

说明书

本发明属于废铝在利用技术领域，尤其涉及废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备。本发明可将废铝回收重熔与气雾化制粉技术结合一体，将废铝直接制成制备激光选区熔化用粉末，而且在熔融工艺中加入混合盐组分，可以使得最终的粉末微观组织均匀，晶粒细化，提高产品质量。

技术领域

本发明属于废铝在利用技术领域，尤其涉及废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备。

背景技术

在铝制品的生产加工过程中，会产生大量的工艺废料和不合格产品，统称为“废铝”，如果不能妥善处理废铝会造成环境污染和巨大的资源浪费。由于废铝具有化学成分相对清晰，回收成本低，再利用价值高等特点，废铝回收相关技术得到越来越多的关注。

气雾化制粉技术具有环境污染小、粉末球形度高、氧含量低以及冷却速率大等优点。经过多年发展，气雾化制粉技术已发展为生产高性能金属及合金粉末的主要方法，如果能够将废铝回收重熔技术和气雾化制粉技术相结合，对工艺参数进行研发性探索，那么有望将废铝直接制成可用于激光选区熔化技术（SLM）的金属粉末，不仅符合我国目前对资源在利用和节能减排的生产要求，也更加符合企业的市场规划。

发明内容

本发明的目的是提供一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备，本发明可将废铝回收重熔与气雾化制粉技术结合一体，将废铝直接制成制备激光选区熔化用粉末，而且在熔融工艺中加入混合盐组分，可以使得最终的粉末微观组织均匀，晶粒细化，提高产品质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，步骤如下：

1）将废铝制屑并除去杂质，然后除去铝屑表面附着的氧化层后烘干；

2）将烘干后的铝屑熔融后升温至900℃-950℃并加入由氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成且质量配比为2-3：5-7：3-5的混合盐，搅拌反应30min后加入氟铝酸钠覆盖剂继续保温反应，再于氩气环境中静置30min后，加入由六氯乙烷和氟铝酸钠组成且质量配比为5-7：1的混合粉末，搅拌反应后除渣；

3）将步骤2）所得的铝熔体引流至900-950℃的抽真空环境下与由氯化钠和氟化钠组成且质量配比为8-10：1的混合粉剂搅拌反应；

4）将步骤3）所得的铝熔体引流至温度为800℃且积压比为20:1的环境下搅拌并螺旋挤出，并以4000-5000g/min的流量进入气雾化设备，并于5-7Mpa的氩气喷吹作用制粉，即得所述激光选区熔化用粉末，其中气雾化设备内为800-900℃、雾化气流压力8×10⁵-9×10⁵Mpa的氩气环境。

优选的，所述步骤1）具体如下：将废铝破碎至粒径为1-5cm的铝屑，然后依次对铝屑进行电磁除铁、丙酮浸泡除油、水洗、脱漆、超声波清洗除去铝屑表面氧化膜和烘干步骤；

其中烘干步骤采用热风烘干，烘干后铝屑应处于60-80℃的保温状态（烘干温度过低烘干效果不明显，温度过高会使铝屑再次氧化，所以优选为60-80℃）；

其中脱漆步骤为将水洗后的铝屑于800-850℃环境下浸泡入熔融态的脱漆粉1-5min，所述脱漆粉由质量比为1：1的碳酸钠和氯化镁组成（该配比下的脱漆粉脱漆效果最佳，能够使铝屑表面的油漆完全被溶解，如果配比有偏差则会造成脱漆效率降低甚至没有效果）；

其中超声波清洗除去铝屑表面氧化膜步骤为将脱漆后的铝屑浸入清洗液中超声波清洗，所述清洗液由体积比为1：9的无水乙醇和溴乙烷组成。

优选的，所述步骤1）中的烘干采用直接加热式转筒烘干机，烘干的旋转速度为1-10r/min、热风风速为0.5-1.5m/s，热风温度为50-150℃，烘干时长10-60min。