CN100334238C - 去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，首先用压力渗流等方法制备通孔多孔铝合金复合体；再将通孔多孔铝合金复合体浸入到水中，使得多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作公转运动，旋转方式为正、反交替旋转，至多孔铝合金复合体的质量不再变化为止。本发明还公开一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的装置，由旋转轴(1)、框架(4)、水槽(5)组成，框架(4)固定在旋转轴上，围绕旋转轴中心旋转，通孔多孔铝合金复合体(2)通过锁扣(3)固定在框架(4)远离旋转轴的部分，多孔铝合金复合体(2)可以围绕着旋转轴作公转，框架(4)浸没在水槽(5)里的水中。本发明简单、效率高、成本低。

Description

去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种通孔多孔铝合金的加工方法及装置，尤其涉及一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法。
背景技术
在制造通孔多孔铝合金过程中，现有的除去通孔多孔铝合金与可溶性盐复合体中可溶性盐的方案为热水浸泡和超声清洗。在热水浸泡过程是通过离子扩散来溶解盐颗粒。由于铝合金包覆在盐颗粒上，盐颗粒之间的连接通道极小，使离子扩散的通道很小，除盐效果极差。超声清洗基于超声空化的作用，当超声波在形成气泡后突然破裂(闭合)的瞬间能间生超过1000个大气压力，这种连续不断产生的瞬间高压强烈冲击物件表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而到物体表面清洁净化的目的，但是由于多孔铝的三维复杂通道，导致在清洗芯部的盐颗粒时芯部饱和的溶液难以排出，从而影响清洗效果，特别是对于大尺寸的通孔多孔铝合金复合体。这些缺点使得通孔多孔铝合金的流通能力降低，而且，由于可溶性盐的存在，容易加重通孔多孔铝合金的腐蚀，并且严重影响通孔多孔铝合金的后继加工过程。
发明内容
本发明提供一种简单、高效率、低成本的去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法及装置。
本发明采用如下技术方案：
一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，包括如下步骤：
第一步，通孔多孔铝合金复合体的制备：先将可溶性盐颗粒置于模具中紧实并加热到600℃保温40～50分钟，再将熔融的铝合金熔体倒入模具中，并在压力作用下渗入可溶性盐颗粒之间，待凝固冷却后获得铝合金复合体，
第二步，通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的去除：将通孔多孔铝合金复合体浸入到水中，使得多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作公转运动，旋转方式为正、反交替旋转，最大转速为260-1000转/分钟，直至脱水后的多孔铝合金复合体的质量不再变化为止。
一种用于实施本发明的去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的装置，由旋转轴、框架、水槽组成，框架固定在旋转轴上，围绕旋转轴中心旋转，通孔多孔铝合金复合体通过锁扣固定在框架远离旋转轴的部分上，多孔铝合金复合体可以围绕着旋转轴作公转，在使用时，框架浸没在水槽里的水中。
本发明获得如下技术效果：
(1)从通孔多孔铝合金和可溶性盐颗粒的复合体的除盐过程来看，在正反交替旋转除可溶性盐过程中，通过水流和复合体之间的复杂、剧烈的相对运动，使得具有复杂三维通道的多孔铝合金中的可溶性盐颗粒得以除去，其除盐机理以水流对盐颗粒的剧烈冲刷、溶解为主，去除可溶性盐效率高。
(2)本发明采用的的正、反往复旋转使得通孔多孔铝合金与可溶性盐复合体和水流之间较大速度的相对运动，使大尺寸复合体芯部可溶性盐颗粒也能受到水流的冲刷作用，从而能够完全去除复合体中的盐颗粒。如果仅为单向旋转，那么，一方面，水的旋转速度会逐渐变得与通孔多孔铝合金复合体相近，使得水的冲刷作用减弱；另一方面，单向旋转会在装水的容器里面形成很大的漩涡，需要盛水的容器体积很大，增加了成本，同时还会导致通孔多孔铝合金复合体露出水面，降低了冲刷效率。
(3)本发明通过使得通孔多孔铝合金与可溶性盐的复合体在水中围绕旋转轴的正、反交替公转，形成复杂的快速的水流的流畅，从而使得水流能够剧烈的冲刷多孔铝合金复合体的内部，从而能够更彻底的除去具大尺寸的多孔铝合金复合体内部的可溶性盐颗粒，因而增加了除去可溶性盐的效率，大大减少了去除时间，节省了成本。
(4)旋转轴正、反交替运行过程中间歇10～40s，可降低带动旋转轴的电机的负担。
(5)旋转轴的最大运行速度如果过小，那么冲刷作用的强度较弱，起不到冲刷得效果；然而，如果旋转轴的最大转速过大，会激起很大的漩涡，使得多孔铝合金复合体露出水面，降低除去可溶性盐颗粒的效率，另一方面也会加重电机的负担，增加成本；处于360转/分～500转/分的转速时，会达到较好的除盐效果。
(6)从耐腐蚀的角度讲，可溶性盐颗粒的存在，特别是NaCl等的存在容易使得多孔铝合金的腐蚀速度大大增加，因而从某种程度上说，本发明还能大大提高多孔铝合金的耐腐蚀性能。
 (7)本发明采用的机械结构简单，成本相对于超声法显然低得多，而效果却更好。
附图说明
图1为本发明实施例2的装置示意图。
图2为本发明实施例3中作为比较的多孔铝合金复合体浸泡23小时后的芯部截面图。
图3为本发明实施例3中作为比较的多孔铝合金复合体经过超声除盐6小时后的芯部截面图。
图4为本发明实施例3的清洗75分钟后的芯部截面图。
图5为多孔铝合金样品外观图。
具体实施方式
实施例1
一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，包括如下步骤：第一步，通孔多孔铝合金复合体的制备：先将可溶性盐颗粒置于模具中紧实并加热到600℃保温40～50分钟，再将熔融的铝合金熔体倒入模具中，并在压力作用下渗入可溶性盐颗粒之间，本实施例中，可压力采用负压，负压压力可以为10-40kPa，待凝固冷却后获得铝合金复合体，本实施例中，可溶性盐颗粒可以是NaCl、Na3PO4、KCl等可溶于水的盐中的一种。
第二步，通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的去除：将通孔多孔铝合金与可溶性盐的复合体浸入到水中，使得多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作公转运动，旋转方式为正、反交替旋转，最大转速为260-1000转/分钟，转速可以为360转/分，450转/分，500转/分，670转/分，直至脱水后的多孔铝合金复合体的质量不再变化为止，本实施例中，可以在旋转清洗一段时间，如10分钟时，将多孔铝合金复合体取下，放入离心旋转机中旋转脱水，称量，再将其放入水中进行旋转清洗一段时间(如10分钟)，再脱水称量，如果两次的质量基本相同，可视为去除可溶性盐颗粒的过程结束。
本实施例中，多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作正、反交替旋转的公转运动的最大转速优选为360～500转/分。
本实施例中，旋转轴正、反旋转交替时间歇10～40s。
实施例2
一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的装置，由旋转轴1、框架4、水槽5组成，框架4固定在旋转轴上，旋转轴由电动机所带动，围绕旋转轴中心旋转，通孔多孔铝合金复合体2通过锁扣3固定在框架4远离旋转轴的部分上，多孔铝合金复合体2可以围绕着旋转轴作公转，在使用时，框架4浸没在水槽5里的水中。
实施例3
一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，包括如下步骤：第一步，通孔多孔铝合金复合体的制备：先将可溶性盐颗粒置于模具中紧实并加热到600℃保温40～50分钟，再将熔融的铝合金熔体倒入模具中，并在压力作用下渗入可溶性盐颗粒之间，本实施例中，可压力采用负压，负压压力可以为10-40kPa，待凝固冷却后获得铝合金复合体，本实施例中，可溶性盐颗粒可以是NaCl、Na3PO4、KCl等可溶于水的盐中的一种。
第二步，通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的去除：将通孔多孔铝合金与可溶性盐的复合体浸入到水中，使得多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作公转运动，旋转方式为正、反交替旋转，最大转速为260-1000转/分钟，转速可以为360转/分，450转/分，500转/分，670转/分，直至脱水后的多孔铝合金复合体的质量不再变化为止，本实施例中，可以在旋转清洗一段时间，如10分钟时，将多孔铝合金复合体取下，放入离心旋转机中旋转脱水，称量，再将其放入水中进行旋转清洗一段时间(如10分钟)，再脱水称量，如果两次的质量基本相同，可视为去除可溶性盐颗粒的过程结束。
本实施例中，多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作正、反交替旋转的公转运动的最大转速优选为360～500转/分。
本实施例中，旋转轴正、反交替运行过程中，可间歇10～40s。
盐颗粒直径为2-2.5mm的通孔多孔铝合金和盐颗粒的复合体，复合体直径57mm，长度15cm。
水直接浸泡除盐的数据如下，水定期更换：
浸泡时间(小时) 0  1  2  3  4  6  9 …  23
重量(克) 828  802  790  780  776  768  756 …  710
(2)超声除盐(样品放置于水中)的数据如下：
超声时间(小时) 0  1  2  3  4  5  6
重量(克) 830  738  690  656  630  608  596
(3本发明清洗除盐的效果如下：
交、替旋转清洗时间(分钟) 0  15  30  45  60  75
重量(克) 828  662  552  504  488  488
附图2为本发明实施例3中作为比较的多孔铝合金复合体浸泡23小时后的芯部截面图。从截面图上可以看出：虽然经过长时间的浸泡但仅仅是最外边的盐颗粒被去除，芯部仍然有大量的盐颗粒。
附图3为本发明实施例3中作为比较的多孔铝合金复合体经过超声除盐6小时后的芯部截面图。从图上可以看出：经6小时超声清洗后外部的盐颗粒都被除去，但芯部仍然保留了盐颗粒。结合超声除盐的数据看芯部盐颗粒的去除越来越困难。
附图4为本发明实施例3的清洗75分钟后的芯部截面图。从图上可以看出：经75分钟本发明的旋转清洗后芯部的盐颗粒被完全清除。达到了除盐的效果。
本发明中所提及的芯部截面是指靠近样品中心的横截面，这个部位的盐颗粒如容易去除。
由于一定温度下，可溶性盐在水中的溶解度是一定的，若通孔多孔铝合金复合体样品尺寸较大，可溶性盐含量较多，如本发明所用的水较少，则需要定期换水，从而能够溶解更多的盐，增加除盐效果。

Claims (4)

1.一种去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，通孔多孔铝合金复合体的制备：先将NaCl、Na3PO4、KCl这三种可溶性盐颗粒中的一种置于模具中紧实并加热到600℃保温40～50分钟，再将熔融的铝合金熔体倒入模具中，并在压力作用下渗入上述可溶性盐颗粒之间，待凝固冷却后获得铝合金复合体，
第二步，通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的去除：将通孔多孔铝合金复合体浸入到水中，使得多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作公转运动，旋转方式为正、反交替旋转，最大转速为260-1000转/分钟，直至脱水后的多孔铝合金复合体的质量不再变化为止。
2.根据权利要求1所述的去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，其特征在于多孔铝合金复合体在水中围绕旋转机构的旋转轴作正、反交替旋转的公转运动的最大转速为360～500转/分。
3.根据权利要求1所述的去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的方法，其特征在于旋转轴正、反旋转交替时，中间间歇10～40s。
4.一种根据权利要求1所述的去除通孔多孔铝合金复合体中可溶性盐颗粒的装置，其特征在于由旋转轴(1)、框架(4)、水槽(5)组成，框架(4)固定在旋转轴上，围绕旋转轴中心旋转，通孔多孔铝合金复合体(2)通过锁扣(3)固定在框架(4)远离旋转轴的部分上，多孔铝合金复合体(2)可以围绕着旋转轴作公转，在使用时，框架(4)浸没在水槽(5)里的水中。
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