CN107716273A - 对金属物料的处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种对金属物料的处理方法，包括：提供金属物料；对所述金属物料进行清洗处理；在进行所述清洗处理后，在真空环境下对所述金属物料进行烘干处理；在进行所述烘干处理之后，在真空环境下对所述金属物料进行筛分处理，以对所述金属物料进行分级。本发明在提高金属物料清洁度且对金属物料有效分级的同时，保证金属物料具有低气体元素含量。

Description

对金属物料的处理方法
技术领域
本发明涉及金属材料领域，特别涉及一种对金属物料的处理方法。
背景技术
金属材料是一种历史悠久发展成熟的工程材料，在建筑、机械工具、运输工具、国防重工业、半导体技术、宇航技术或医疗器械技术等领域被广泛运用。
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，主要包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。按照材料特性，金属材料可以分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。按照生产成型工艺，金属材料又可以分为锻造金属、变形金属、喷射成型金属以及粉末冶金材料。
在金属材料中，纯度大于99％(质量分数)的钛材料被称为纯钛，而纯度大于4N级，即99.99％甚至更高的就是高纯钛。高纯钛具有低密度、高熔点、强抗腐蚀性能、低强度、高塑性的特点。伴随着快速发展的信息技术、半导体技术等领域，也增加了高纯钛在溅射靶材、数字记录与测量系统、平板显示器及集成电路等方面的用量，纯度达到99.99％的高纯钛应用越来越多。
然而，现有技术中制造的金属物料的性能有待提高，例如高纯钛的性能有待提高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种对金属物料的处理方法，提高金属物料的质量，且使得金属物料内气体元素含量低。
为解决上述问题，本发明提供一种对金属物料的处理方法，包括：提供金属物料；对所述金属物料进行清洗处理；在进行所述清洗处理后，在真空环境下对所述金属物料进行烘干处理；在进行所述烘干处理之后，在真空环境下对所述金属物料进行筛分处理，以对所述金属物料进行分级。
可选的，在进行所述烘干处理中，所述真空环境的真空度小于或等于100Pa。
可选的，在进行所述烘干处理中，采用的加热温度为100℃～500℃。
可选的，所述清洗处理适于去除附着在所述金属物料上的杂质。
可选的，所述清洗处理包括，提供酸性清洗液，采用所述酸性清洗液对所述金属物料进行浸泡处理。
可选的，所述酸性清洗液为硫酸溶液，其中，硫酸溶液中硫酸质量浓度为5％～25％，浸泡处理时长为15h～25h。
可选的，所述酸性清洗液为柠檬酸溶液，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸质量浓度为5％～15％，浸泡处理时长为15h～25h。
可选的，所述清洗处理还包括，在进行所述浸泡处理之后，对所述金属物料进行超声波清洗。
可选的，所述超声波清洗中，采用的超声波频率为28KHz～128KHz，超声波清洗时长为5min～15min。
可选的，在进行所述筛分处理中，所述真空环境的真空度小于或等于100Pa。
可选的，所述筛分处理包括：提供具有不同筛孔尺寸的筛面，将所述金属物料放置在筛面上；借助筛网与所述金属物料之间的相对移动，使具有不同大小粒度的金属物料从不同尺寸的筛孔处落下，完成对所述金属物料的粒度分级。
可选的，采用偏振电机筛分方式或超声波筛分方式，进行所述筛分处理。
可选的，在对所述金属物料进行处理后，所述金属物料中含氧量小于或等于200ppm。
可选的，所述金属物料包括蜂窝状金属块、金属颗粒或者金属粉末中的一种或多种。
可选的，所述金属物料的材料包括钛、钽、铌、钴、镍、铜、钼、铬、钨、锆或铪中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明提供的对金属物料的处理方法的技术方案中，对金属物料进行清洗处理，以去除附着在金属物料上的水溶性液体或者半固体污垢；在进行清洗处理之后，在真空环境下对金属物料继续烘干处理，避免了金属物料在烘干处理中吸附氧，从而使得烘干处理后金属物料中的气体元素含量不会增加，所述气体元素包括C、H、O或N等。在进行烘干处理之后，对金属物料进行筛分处理，所述筛分处理为干式筛分方式，因此可以减小金属物料之间的静电吸附能力，使得筛分处理过程中金属物料不会发生团聚问题，从而可以提高对金属物料进行分级的效果。并且，所述筛分处理还为在真空环境下进行的，因此筛分处理之后，所述金属物料仍然具有低气体元素含量。因此，本发明在去除金属物料上的杂质以及对金属物料进行有效分级的同时，还能够将金属物料的气体元素含量控制在区间范围内，保证金属物料具有低气体元素含量。
可选方案中，在进行所述烘干处理中，真空环境的真空度小于或等于100Pa，使得烘干处理氛围中氧含量低，从而使得烘干处理后金属物料氧含量低。
可选方案中，在进行所述筛分处理中，真空环境的真空度小于或等于100Pa，使得筛分处理氛围中氧含量低，从而使得筛分处理后金属物料内气体元素含量低。
可选方案中，所述清洗处理包括，提供酸性清洗液，对所述金属物料进行浸泡处理；在进行所述浸泡处理之后，对所述金属物料进行超声波清洗，使得清洗处理去除金属物料上附着的杂质的清洗效果好，提高金属物料的洁净度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的对金属物料进行处理的流程示意图。
具体实施方式
根据背景技术，现有技术中制造的金属物料的性能有待提高。
经分析，以金属物料为高纯钛为例，在制造所述金属物料或者在将金属物料放置在外界环境中时，金属物料容易吸附杂质，所述杂质包括水溶性液体或者半固体污垢。特别是当金属物料具有较大的表面积时，金属物料对杂质的吸附能力更强，例如，蜂窝状金属块、金属颗粒或者金属细粉具有较大的表面积，因此蜂窝状金属块、金属颗粒或者金属细粉对杂质的吸附能力强。
为此，需要对金属物料进行清洗处理，去除附着在金属物料上的水溶性液体或者半固体污；且在对金属物料进行清洗处理之后，还需要对金属物料进行湿式筛分处理，以水作为流体媒介，对金属物料进行筛分形成具有不同粒度级别的产品。所述湿式筛分处理中，金属物料容易团聚而堵塞筛孔，使得对金属物料的筛分效果差，难以对金属物料进行有效的分级。并且，在湿式筛分过程中，金属物料易吸附溶解于水中的氧，造成金属物料中氧含量增加；特别是金属物料具有较大表面积时，所述金属物料吸附氧的能力更强。
此外，上述对金属物料进行处理的过程中，金属物料还容易吸附外界气体环境中的碳、氮或氢等，使得金属物料内的气体元素含量高。
为解决上述问题，本发明提供一种对金属物料的处理方法，包括：提供金属物料；对所述金属物料进行清洗处理；在进行所述清洗处理后，在真空环境下对所述金属物料进行烘干处理；在进行所述烘干处理之后，在真空环境下对所述金属物料进行筛分处理，对所述金属物料进行分级。
本发明在有效去除金属物料上的杂质，且对金属物料进行有效分级的同时，保证金属物料具有低气体元素含量，从而形成具有高性能的金属物料。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1为本发明实施例提供的对金属物料进行处理的流程示意图。
参考图1，对所述金属物料的处理方法包括：
步骤S1、提供金属物料；
步骤S2、对所述金属物料进行清洗处理；
步骤S3、在进行所述清洗处理后，在真空环境下对所述金属物料进行烘干处理；
步骤S4、在进行所述烘干处理后，在真空环境下对所述物料进行筛分处理，以对所述金属物料进行分级。
以下将对本实施例提供的对金属物料的处理方法进行详细说明。
执行步骤S1、提供金属物料。
所述金属物料的材料可以为单金属材料，还可以为金属合金材料。
本实施例中，所述金属物料的材料为对气体元素含量有要求的材料。所述金属物料的材料为钛、钽、铌、钴、镍、铜、钼、铬、钨、锆或铪中的一种或多种。
所述金属物料包括蜂窝状金属块、金属颗粒或者金属细粉中的一种或多种。本实施例中，所述金属物料包括若干金属颗粒，且所述金属颗粒具有不同粒度尺寸，后续可以对所金属物料进行筛分，以形成具有不同粒度级别的产品。
本实施例中，所述金属物料的粒度尺寸为0.1mm～100mm，例如为0.3mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm或5cm等。需要说明的是，在其他实施例中，所述金属物料的粒度尺寸还可以根据产品需求进行相应调整。
执行步骤S2、对所述金属物料进行清洗处理。
在金属物料制作完成到投入使用阶段，所述金属物料通常会被搁置一段时间，所述金属物料容易吸附外界环境中的杂质，使得杂质附着在所述金属物料上；此外，制作所述金属物料的工艺也可能会造成金属物料上附着杂质。其中，所述杂质包括水溶性液体污垢或者半固体污垢，污垢是指吸附于金属物料表面或内部，可以改变清洁金属物料表面外观及质感、特性的物质。
为此，在将所述金属物料投入使用之前，需要对所述金属物料进行清洗处理，所述清洗处理可以去除附着在所述金属物料上的杂质。
本实施例中，对所述金属物料进行清洗处理包括，提供酸性清洗液，采用酸性清洗液对所述金属物料进行浸泡处理。
所述浸泡处理的作用包括，所述杂质中包括水溶性液体污垢，所述水溶性液体污垢会溶解在所述酸性清洗液中从而从金属物料上脱落；所述杂质中还包括半固体污垢，所述酸性清洗液也可以使部分半固体污垢从金属物料上脱落，此外，所述浸泡处理还可以减小半固体污垢与所述金属物料之间的附着力，使得后续在超声波清洗过程中所述半固体污垢可以从金属物料上脱落。
本实施例中，所述酸性清洗液为硫酸溶液。所述硫酸溶液中，硫酸的质量百分比不宜过低，也不宜过高。若所述硫酸的质量百分比过低，则所述硫酸清洗去除杂质的能力过弱，且经历浸泡处理之后，金属物料与杂质之间的附着力仍较强；若所述硫酸的质量百分比过高，则清洗液的氧化性过强而会对金属物料造成氧化。为此，本实施例中，所述硫酸溶液中，硫酸的质量百分比为5％～25％。
此外，还需要说明的是，所述浸泡处理的时长不宜过短，也不宜过长。如果所述浸泡处理的时长过短，则所述酸性清洗液对所述杂质的去除能力弱；若所述浸泡处理的时长过长，可能会对金属物料的性能造成不良影响。为此，本实施例中，所述浸泡处理的浸泡时长为15h～25h。
在其他实施例中，所述酸性清洗液还可以为柠檬酸溶液，其中，柠檬酸的质量百分比为5％～15％，浸泡时长为15h～25h。
为了进一步提高去除附着在金属物料上的杂质的效果，对所述金属物料进行清洗处理还包括，在进行所述浸泡处理之后，对所述金属物料进行超声波清洗。
所述超声波清洗可以进一步的去除附着在金属物料上的杂质。具体的，利用超声波清洗所产生的空化作用、加速度作用及直进流作用，对水溶性液体杂质和半固体污垢杂质直接或间接的作用，使得附着在金属物料上的杂质被分散和剥离，从而达到清洗目的。
并且，由于在进行超声波清洗之前，采用酸性清洗液对金属物料进行浸泡处理后，杂质与所述金属物料之间的附着性变差，使得超声波清洗可以更有效的去除附着在金属物料上的杂质，提高金属物料的清洁度。
所述超声波清洗中，如果采用的超声波频率过低，则超声波穿透率较弱，使得超声波对金属物料的清洗能力差；如果采用的超声波频率过高，则产生空化作用的难度相应过大，使得液体受到的压缩和稀疏作用的时间间隔短，不利于清洗作用。
为此，本实施例中，所述超声波清洗中，采用的超声波频率为28KHz～128KHz，超声波清洗时长为5min～15min。
执行步骤S3、在进行所述清洗处理之后，在真空环境下对所述金属物料进行烘干处理。
所述烘干处理用于烘干所述金属物料。本实施例中，所述烘干处理为在真空环境下进行的，从而使得对金属物料进行烘干处理过程中不具有氧氛围，避免金属物料在烘干处理过程中吸附氧，从而使得烘干处理后所述金属物料具有低氧含量。
为了保证所述烘干处理过程中的氧氛围浓度足够低，所述真空环境的真空度不宜过高。为此，本实施例中，在所述烘干处理中，所述真空环境的真空度小于或等于100Pa。
所述烘干处理中，加热温度为100℃～500℃。本实施例中，所述烘干处理中，加热温度为200℃～300℃，使得所述金属物料受热均匀。
在进行所述烘干处理过程中，还避免了含碳气体、含氮气体或含氢气体与金属物料相接触，从而避免金属物料吸附碳元素、氮元素或氢元素。
在进行所述烘干处理之后，执行步骤S4、在真空环境下对所述金属物料进行筛分处理，以对所述金属物料进行分级。
由于金属物料通常具有不同的粒度级别，且具有不同粒度级别的金属物料可以应用到不同的领域。为了将所述金属物料按照粒度进行分级，在进行烘干处理之后，对所述金属物料进行筛分处理，将粒度不均匀的金属物料分离成二种或二种以上粒度级别的产品。
具体的，所述筛分处理包括：提供具有不同筛孔尺寸的筛网，将所述金属物料放置在筛面上；借助筛面与所述金属物料之间的相对移动，使具有不同大小粒度的金属物料从不同尺寸的筛孔处落下，完成对所述金属物料的粒度分级。所述筛分处理可以采用偏振电机筛分法或者超声波筛分法。其中，偏振电机筛分法指的是，采用偏振电机带动筛网振动，从而使得筛网上的金属物料从不同筛孔处落下；超声波筛分法指的是，在筛网上附加超声波能量转换装置，使筛网表面叠加上高频振动能量。
并且，本实施例中，在进行烘干处理之后对金属物料进行筛分处理，因此干式筛分法对金属物料进行筛分处理，从而减小或避免了金属物料相互之间的静电吸附能力，因此在筛分处理过程中金属物料不易成团，避免了金属物料发生团聚的问题，从而防止金属物料堵塞筛孔，保证具有不同大小粒度的金属物料在不同筛孔处理落下，因此显著的提高对金属物料的分级效果。
此外，本实施例中，在真空环境下对所述金属物料进行筛分处理，避免筛分处理过程中金属物料与氧相接触，从而避免金属物料吸附氧而造成金属物料中氧含量变高。且还避免了筛分处理过程中金属物料与含碳气体、含氮气体或含氢气体相接触，从而避免金属物料吸附碳、氮或氢。因此，本实施例中，筛分处理后的金属物料内的气体元素含量低，所述气体元素包括碳、氮、氢或氧中的一种或多种。
为了保证所述筛分处理过程中氧氛围浓度足够低，所述真空环境的真空度不宜过高。为此，本实施例中，在所述筛分处理中，所述真空环境的真空度小于或等于100Pa。
本实施例中，在对所述金属物料进行处理后，所述金属物料中含氧量小于或等于200ppm。本实施例中，对金属物料进行清洗处理，以去除附着在金属物料上的水溶性液体或者半固体污垢；在进行清洗处理之后，在真空环境下对金属物料继续烘干处理，避免了金属物料在烘干处理中吸附氧，从而使得烘干处理后金属物料中的氧含量不会增加；也避免了金属物料在烘干处理中吸附碳、氮或氢，从而使得烘干处理后金属物料中的碳、氮或氢的含量不会增加。在进行烘干处理之后，对金属物料进行筛分处理，所述筛分处理为干式筛分方式，因此可以减小金属物料之间的静电吸附能力，使得筛分处理过程中金属物料不会发生团聚问题，从而可以提高对金属物料进行分级的效果。并且，所述筛分处理还为在真空环境下进行的，因此筛分处理之后，所述金属物料仍然具有低气体元素含量，例如金属物料中的氧含量、氮含量、氢含量以及碳含量低。因此，本实施例在去除金属物料上的杂质以及对金属物料进行有效分级的同时，还能够将金属物料的气体元素含量控制在区间范围内，保证金属物料具有低气体元素含量。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种对金属物料的处理方法，其特征在于，包括：
提供金属物料；
对所述金属物料进行清洗处理；
在进行所述清洗处理后，在真空环境下对所述金属物料进行烘干处理；
在进行所述烘干处理之后，在真空环境下对所述金属物料进行筛分处理，以对所述金属物料进行分级。
2.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，在进行所述烘干处理中，所述真空环境的真空度小于或等于100Pa。
3.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，在进行所述烘干处理中，采用的加热温度为100℃～500℃。
4.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述清洗处理适于去除附着在所述金属物料上的杂质。
5.如权利要求4所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述清洗处理包括，提供酸性清洗液，采用所述酸性清洗液对所述金属物料进行浸泡处理。
6.如权利要求5所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述酸性清洗液为硫酸溶液，其中，硫酸溶液中硫酸质量浓度为5％～25％，浸泡处理时长为15h～25h。
7.如权利要求5所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述酸性清洗液为柠檬酸溶液，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸质量浓度为5％～15％，浸泡处理时长为15h～25h。
8.如权利要求5所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述清洗处理还包括，在进行所述浸泡处理之后，对所述金属物料进行超声波清洗。
9.如权利要求8所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述超声波清洗中，采用的超声波频率为28KHz～128KHz，超声波清洗时长为5min～15min。
10.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，在进行所述筛分处理中，所述真空环境的真空度小于或等于100Pa。
11.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述筛分处理包括：提供具有不同筛孔尺寸的筛面，将所述金属物料放置在筛面上；借助筛网与所述金属物料之间的相对移动，使具有不同大小粒度的金属物料从不同尺寸的筛孔处落下，完成对所述金属物料的粒度分级。
12.如权利要求10所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，采用偏振电机筛分方式或超声波筛分方式，进行所述筛分处理。
13.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，在对所述金属物料进行处理后，所述金属物料中含氧量小于或等于200ppm。
14.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述金属物料包括蜂窝状金属块、金属颗粒或者金属粉末中的一种或多种。
15.如权利要求1所述的对金属物料的处理方法，其特征在于，所述金属物料的材料包括钛、钽、铌、钴、镍、铜、钼、铬、钨、锆或铪中的一种或多种。
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