CN109576496B - 废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备
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。
优选的，所述步骤2）中，烘干后的铝屑先于700℃熔融至铝熔体，保温30min后升温至900℃-950℃；所述混合盐于铝熔体升温至900℃时采用铝箔包裹加入，且加入后对铝熔体搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，混合盐的加入量为铝熔体的0.5-0.8wt%；
所述氟铝酸钠覆盖剂于混合盐加入并反应30min后加入并于铝熔体表面形成厚度为5-8cm的保护层，氟铝酸钠覆盖剂加入后保温反应2h；
所述混合粉末采用铝箔包裹加入且加入后对铝熔体搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，混合粉末的加入量为铝熔体的0.2-0.7wt%。
优选的，所述步骤2）中，所述混合盐制备方法如下：采用球料比8：1，转速为230rmp的球磨机对氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾进行混合，混合后烘干即得所述混合盐。
优选的，所述步骤3）中，所述铝熔体通过预热至700℃的流道引流，所述流道上设有用于对铝熔体过滤的过滤网；
所述混合粉剂采用铝箔包裹后加入，加入后对铝熔体搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，混合粉剂的加入量为铝熔体的0.4-0.5wt%。
优选的，所述混合盐由质量配比为2：5：3的氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成；所述混合粉末由质量配比为5：1的六氯乙烷和氟铝酸钠组成；所述混合粉剂由质量配比为8：1的氯化钠和氟化钠组成。
优选的，所述步骤4）中，所述铝熔体通过预热至700℃的流道引流入螺旋挤出装置内，并经由螺旋挤出装置挤出至气雾化设备中。
优选的，所述粉末粒度为15-50μm，且含氧量≤0.20%。
一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的设备，所述设备包括顺次设置并连接的预处理装置、初炼装置、精炼装置和雾化制粉装置；
所述预处理装置包括顶部一侧设置进料口、底部另一侧设置出料口的第一壳体，所述出料口处设有阀门，第一壳体内部包括除杂仓、脱油仓和脱漆仓，以及位于脱漆仓下方并分别位于出料口两侧的脱氧化膜仓和干燥仓；进料口下方设有与外界电机传动连接的树枝状搅拌器，除杂仓包括位于树枝搅拌器下方且上、下设置的转笼式除铁器和杂质箱，脱油仓包括位于转笼式除铁器出料口一侧的振动网床以及位于振动网床下方的废液箱，振动网床上方沿振动网床传动物料的方向分别设有除油液喷头和热水喷头；所述脱漆仓包括位于振动网床传动物料端头下方的脱漆缸，脱漆缸内设有前段没入脱漆液、后段倾斜延伸至脱漆缸外部的第一链式输送机；所述脱氧化膜仓包括位于第一链式输送机后段下方的去氧化液缸，去氧化液缸内设有前段没入脱漆液、后段倾斜延伸至去氧化液缸外部的第二链式输送机；所述干燥仓内设有烘干机；所述脱漆缸和去氧化液缸内均设有超声波清洗机构；所述脱漆缸底部设有可转动并接触去氧化液的液封板；
所述初炼装置包括顶部进口与第一壳体出料口连通的熔炼炉，熔炼炉底部设有出口，且出口处设有陶瓷滤网，熔炼炉内壁设有内衬，外壁由内置外包设有石棉层、电磁线圈和保温层，熔炼炉上还设有压料机构、红外测温仪和氩气循环机构，所述熔炼炉顶部设有隔热层，底部设有电磁搅拌机构；
所述精炼装置包括顶部进口与熔炼炉出口连通的精炼炉，精炼炉底部设有出口，精炼炉内壁设有内衬，外壁由内置外包设有石棉层、电磁线圈和保温层，精炼炉上还设有压料机构、红外测温仪和抽真空泵，所述精炼炉顶部设有隔热层，底部设有电磁搅拌机构；
所述雾化制粉装置包括第二壳体，第二壳体顶部设有与精炼炉出口连通的进料口、底部设有螺旋喂料机，第二壳体内部由上至下设有熔料室、集料斗和导风仓，所述熔料室底部通过设有螺旋挤出装置的出口与集料斗连通，集料斗内顶壁于熔料室出口两侧设有氩气喷嘴、集料斗内壁中部设有冷风喷嘴，所述导风仓内由上至下设有数个导风板且导风仓顶部开设有与外界连通的排气口；螺旋喂料机与外界的收集机构对接。
所述设备的工作过程如下：
首先将破碎成屑状的废铝从预处理装置即第一壳体的进料口进入，铝屑首先接触由电机带动的树枝状搅拌器并被打散，打散后的铝屑落在转笼式除铁器中，铝屑中的铁杂质被转笼式除铁器所吸附（所述转笼式除铁器采用电磁铁吸附原理，当转笼式除铁器不具有磁性时，其上吸附的铁杂质或落入杂质箱中），铝屑则被排入振动网床并随着振动网床的传送而移动，移动过程中铝屑会顺次经过除油液喷头和热水喷头下方并被相应液体喷淋，进而脱去铝屑表面附着的油污（喷淋处的液体会透过铝屑和振动网床而落入废液箱），最终铝屑落入脱漆缸内的第一链式输送机上并随之传动，铝屑在移动过程中会通过脱漆液脱去表面附着的油漆杂质，同时超声波清洗机构可以提高脱漆效率，铝屑在第一链式输送机的后段会移出脱漆缸并落入去氧化液缸中的第二链式输送机，同时会在去氧化液的浸泡下脱除表面附着的氧化层，而且超声波清洗机构可以提高氧化层的脱除效率；当铝屑移动至第二链式输送机后段时，液封板转动并接触去氧化液，使得液封板与干燥仓之间的空间处于封闭状态，烘干机对处于封闭空间内的铝屑吹热风干燥，且干燥后的铝屑从第一壳体的出料口排入初炼装置内；
进入初炼装置即熔炼炉内的铝屑在电磁线圈的加热作用下熔化，同时压料机构将需要添加的配料压入铝熔体内，使得铝熔体内的杂质成渣，最终铝熔体透过陶瓷滤网进入精炼装置中，滤渣被陶瓷滤网滤除，其中红外测温仪监测熔炼炉内温度，氩气循环机构保持熔炼炉内处于氩气环境；
进入精炼装置即精炼炉内的铝熔体在电磁线圈的加热作用下保持熔融态，同时压料机构将需要添加的配料压入铝熔体内发生反应，而且抽真空泵对精炼炉内抽真空，即将反应产生的废气抽出至外界，最终精炼后的铝熔体排入雾化制粉装置中；
进入雾化制粉装置即第二壳体内的铝熔体在熔料室保持熔融态，并在螺旋挤出装置的挤出作用下挤出到集料斗内，进入集料斗内的铝熔体先后经过氩气喷嘴和冷风喷嘴的喷吹而形成粉末状，并最终由螺旋喂料机排出至外界的收集机构。导风板可以将废气与粉末分离并最终将废气从排气口排至外界。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1）本发明创造性地公开了从废铝直接加工成激光选区熔化技术（SLM）用金属粉末的工艺流程和参数，相对现有技术中的废铝清洁、废铝铸锭、铝锭熔化再制粉的工艺而言，省去了铸锭和熔化环节，具有环节少，能耗低、节能环保等优点。
2）本发明制备的激光选区熔化技术用粉末，粒径分布均匀、球形度好，含氧量低，晶粒细小，微观组织均匀，而且使用本发明制得的粉末所制造出的金属制品致密度高，组织性能优异，力学性能好。
3）本发明公开的设备结构合理，而且能够一体化实现废铝从清理到制粉的整个过程，具有很高的市场应用价值。
附图说明
图1为具体实施方式中所述废铝回收制备激光选区熔化用粉末的设备的结构示意图；
图2图1中预处理装置的结构示意图；
图3为图1中初炼装置的结构示意图；
图4为图1中精炼装置的结构示意图；
图5为图1中雾化制粉装置的结构示意图；
注：图2中箭头表示铝屑的传送方向。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，步骤如下：
1）将废铝破碎至粒径为1-5cm的铝屑，然后先对铝屑进行电磁除铁、再用丙酮浸泡铝屑除油，除油后水洗；
水洗后的铝屑浸入800℃的熔融态脱漆粉内脱漆1min，所述脱漆粉由质量比为1：1的碳酸钠和氯化镁组成；
脱漆后的铝屑浸入清洗液中超声波清洗以除去铝屑表面氧化膜，所述清洗液由体积比为1：9的无水乙醇和溴乙烷组成；
除去氧化膜后的铝屑采用直接加热式转筒烘干机烘干，烘干旋转速度为1r/min、热风风速为0.5m/s，热风温度为50℃，烘干时长60min；烘干后铝屑应处于60℃的保温状态。
2）将步骤1）所得的铝屑置于功率为4KW的熔炼炉内，先于700℃熔融至铝熔体，保温30min后升温至900℃，且在升温至900℃时采用纯钛加料压罩将由氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成且质量配比为2：5：3的混合盐压入铝熔体中，混合盐采用铝箔包裹加入，且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应30min，混合盐的加入量为铝熔体的0.5%wt%；
然后由纯钛加料压罩加入氟铝酸钠覆盖剂继续保温反应2h，氟铝酸钠覆盖剂的加入量要满足其在铝熔体表面形成5-8cm的保护层；
然后再将熔炼炉内充满氩气并静置30min后，采用纯钛加料压罩将由六氯乙烷和氟铝酸钠组成且质量配比为5：1的混合粉末压入铝熔体内，混合粉末采用铝箔包裹加入且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应后除渣，混合粉末的加入量为铝熔体的0.2%wt%；
所述混合盐制备方法如下：采用球料比8：1，转速为230rmp的球磨机对氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾进行混合，混合后烘干即得所述混合盐。
3）将步骤2）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流至900℃且功率为4KW的精炼炉内，所述流道上设有用于对铝熔体过滤的过滤网；采用纯钛加料压罩将由氟氯化钠和氟化钠组成且质量配比为8：1的混合粉剂压入铝熔体内，混合粉剂的加入量为废铝的0.4wt%，混合粉剂采用铝箔包裹后加入，加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min且搅拌反应，精炼炉内时刻保持抽真空状态，可以有效将反应产生的废气排出；
4）将步骤3）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流入螺旋挤出装置内，螺旋挤出机内温度为800℃且积压比为20:1，铝熔体经螺旋挤出机搅拌并挤出，同时以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。
上述废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法制得的粉末，所述粉末粒度为15-50μm，且含氧量≤0.20%。
实施例2
一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，步骤如下：
1）将废铝破碎至粒径为1-5cm的铝屑，然后先对铝屑进行电磁除铁、再用丙酮浸泡铝屑除油，除油后水洗；
水洗后的铝屑浸入850℃的熔融态脱漆粉内脱漆5min，所述脱漆粉由质量比为1：1的碳酸钠和氯化镁组成；
脱漆后的铝屑浸入清洗液中超声波清洗以除去铝屑表面氧化膜，所述清洗液由体积比为1：9的无水乙醇和溴乙烷组成；
除去氧化膜后的铝屑采用直接加热式转筒烘干机烘干烘干，烘干旋转速度为10r/min、热风风速为1.5m/s，热风温度为150℃，烘干时长10min；烘干后铝屑应处于80℃的保温状态。
2）将步骤1）所得的铝屑置于功率为4KW的熔炼炉内，先于700℃熔融至铝熔体，保温30min后升温至950℃，且在升温至900℃时采用纯钛加料压罩将由氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成且质量配比为3：7：5的混合盐压入铝熔体中，混合盐采用铝箔包裹加入，且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应30min，混合盐的加入量为铝熔体的0.8wt%；
然后由纯钛加料压罩加入氟铝酸钠覆盖剂继续保温反应2h，氟铝酸钠覆盖剂的加入量要满足其在铝熔体表面形成5-8cm的保护层；
然后再将熔炼炉内充满氩气并静置30min后，采用纯钛加料压罩将由六氯乙烷和氟铝酸钠组成且质量配比为7：1的混合粉末压入铝熔体内，混合粉末采用铝箔包裹加入且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应后除渣，混合粉末的加入量为铝熔体的0.7wt%；
所述混合盐制备方法如下：采用球料比8：1，转速为230rmp的球磨机对氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾进行混合，混合后烘干即得所述混合盐。
3）将步骤2）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流至900-950℃且功率为4KW的精炼炉内，所述流道上设有用于对铝熔体过滤的过滤网；采用纯钛加料压罩将由氟氯化钠和氟化钠组成且质量配比为10：1的混合粉剂压入铝熔体内，混合粉剂的加入量为废铝的0.5wt%，混合粉剂采用铝箔包裹后加入，加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min且搅拌反应，精炼炉内时刻保持抽真空状态，可以有效将反应产生的废气排出；
4）将步骤3）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流入螺旋挤出装置内，螺旋挤出机内温度为800℃且积压比为20:1，铝熔体经螺旋挤出机搅拌并挤出，同时以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。
上述废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法制得的粉末，所述粉末粒度为15-50μm，且含氧量≤0.20%。
实施例3
一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，步骤如下：
1）将废铝破碎至粒径为1-5cm的铝屑，然后先对铝屑进行电磁除铁、再用丙酮浸泡铝屑除油，除油后水洗；
水洗后的铝屑浸入850℃的熔融态脱漆粉内脱漆1-5min，所述脱漆粉由质量比为1：1的碳酸钠和氯化镁组成；
脱漆后的铝屑浸入清洗液中超声波清洗以除去铝屑表面氧化膜，所述清洗液由体积比为1：9的无水乙醇和溴乙烷组成；
除去氧化膜后的铝屑采用直接加热式转筒烘干机烘干，烘干旋转速度为5r/min、热风风速为1m/s，热风温度为100℃，烘干时长40min；烘干后铝屑应处于70℃的保温状态。
2）将步骤1）所得的铝屑置于功率为4KW的熔炼炉内，先于700℃熔融至铝熔体，保温30min后升温至950℃，且在升温至900℃时采用纯钛加料压罩将由氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成且质量配比为2：6：4的混合盐压入铝熔体中，混合盐采用铝箔包裹加入，且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应30min，混合盐的加入量为铝熔体的0.7wt%；
然后由纯钛加料压罩加入氟铝酸钠覆盖剂继续保温反应2h，氟铝酸钠覆盖剂的加入量要满足其在铝熔体表面形成5-8cm的保护层；
然后再将熔炼炉内充满氩气并静置30min后，采用纯钛加料压罩将由六氯乙烷和氟铝酸钠组成且质量配比为5：1的混合粉末压入铝熔体内，混合粉末采用铝箔包裹加入且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应后除渣，混合粉末的加入量为铝熔体的0.6wt%；
所述混合盐制备方法如下：采用球料比8：1，转速为230rmp的球磨机对氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾进行混合，混合后烘干即得所述混合盐。
3）将步骤2）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流至900-950℃且功率为4KW的精炼炉内，所述流道上设有用于对铝熔体过滤的过滤网；采用纯钛加料压罩将由氟氯化钠和氟化钠组成且质量配比为9：1的混合粉剂压入铝熔体内，混合粉剂的加入量为废铝的0.4-0.5wt%，混合粉剂采用铝箔包裹后加入，加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min且搅拌反应，精炼炉内时刻保持抽真空状态，可以有效将反应产生的废气排出；
4）将步骤3）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流入螺旋挤出装置内，螺旋挤出机内温度为800℃且积压比为20:1，铝熔体经螺旋挤出机搅拌并挤出，同时以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。
上述废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法制得的粉末，所述粉末粒度为15-50μm，且含氧量≤0.20%。
实施例4
一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，步骤如下：
1）将废铝破碎至粒径为1-5cm的铝屑，然后先对铝屑进行电磁除铁、再用丙酮浸泡铝屑除油，除油后水洗；
水洗后的铝屑浸入800-850℃的熔融态脱漆粉内脱漆1-5min，所述脱漆粉由质量比为1：1的碳酸钠和氯化镁组成；
脱漆后的铝屑浸入清洗液中超声波清洗以除去铝屑表面氧化膜，所述清洗液由体积比为1：9的无水乙醇和溴乙烷组成；
除去氧化膜后的铝屑采用直接加热式转筒烘干机烘干，烘干旋转速度为5r/min、热风风速为1.2m/s，热风温度为120℃，烘干时长20min；烘干后铝屑应处于70℃的保温状态。
2）将步骤1）所得的铝屑置于功率为4KW的熔炼炉内，先于700℃熔融至铝熔体，保温30min后升温至940℃，且在升温至900℃时采用纯钛加料压罩将由氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成且质量配比为2：5：3的混合盐压入铝熔体中，混合盐采用铝箔包裹加入，且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应30min，混合盐的加入量为铝熔体的0.6wt%；
然后由纯钛加料压罩加入氟铝酸钠覆盖剂继续保温反应2h，氟铝酸钠覆盖剂的加入量要满足其在铝熔体表面形成5-8cm的保护层；
然后再将熔炼炉内充满氩气并静置30min后，采用纯钛加料压罩将由六氯乙烷和氟铝酸钠组成且质量配比为5：1的混合粉末压入铝熔体内，混合粉末采用铝箔包裹加入且加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，搅拌反应后除渣，混合粉末的加入量为铝熔体的0.4wt%；
所述混合盐制备方法如下：采用球料比8：1，转速为230rmp的球磨机对氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾进行混合，混合后烘干即得所述混合盐。
3）将步骤2）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流至950℃且功率为4KW的精炼炉内，所述流道上设有用于对铝熔体过滤的过滤网；采用纯钛加料压罩将由氟氯化钠和氟化钠组成且质量配比为8：1的混合粉剂压入铝熔体内，混合粉剂的加入量为废铝的0.5wt%，混合粉剂采用铝箔包裹后加入，加入后对铝熔体电磁搅拌5-10次，每次搅拌2-3min且搅拌反应，精炼炉内时刻保持抽真空状态，可以有效将反应产生的废气排出；
4）将步骤3）所得的铝熔体通过预热至700℃的流道引流入螺旋挤出装置内，螺旋挤出机内温度为800℃且积压比为20:1，铝熔体经螺旋挤出机搅拌并挤出，同时以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。
上述废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法制得的粉末，所述粉末粒度为15-50μm，且含氧量≤0.20%。
一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的设备，即可按照上述实施例1-4所述工艺操作的制备设备，所述设备包括顺次设置并连接的预处理装置1、初炼装置2、精炼装置3和雾化制粉装置4；
所述预处理装置包括顶部一侧设置进料口11、底部另一侧设置出料口18的第一壳体，所述出料口18处设有翻板阀19，第一壳体内部包括除杂仓、脱油仓和脱漆仓，以及位于脱漆仓下方并分别位于出料口两侧的脱氧化膜仓和干燥仓；进料口下方设有与外界电机119传动连接的树枝状搅拌器118，树枝搅拌器118对应的第一壳体内壁设有隔音材料层117，除杂仓包括位于树枝搅拌器118下方且上、下设置的转笼式除铁器12和杂质箱13，脱油仓包括位于转笼式除铁器12出料口一侧的振动网床113以及位于振动网床下方的废液箱14，振动网床113上方沿振动网床传动物料的方向分别设有除油液喷头115和热水喷头114；所述脱漆仓包括位于振动网床传动物料端头下方的脱漆缸，脱漆缸内设有前段没入脱漆液、后段倾斜延伸至脱漆缸外部的第一链式输送机111；所述脱氧化膜仓包括位于第一链式输送机111后段下方的去氧化液缸，去氧化液缸内设有前段没入脱漆液、后段倾斜延伸至去氧化液缸外部的第二链式输送机16；所述干燥仓内设有烘干机110；所述脱漆缸和去氧化液缸内均设有超声波清洗机构112和15；所述脱漆缸底部设有可转动并接触去氧化液的液封板17；
所述初炼装置2包括顶部进口212与第一壳体出料口18连通的熔炼炉，熔炼炉底部设有出口，且出口处设有陶瓷滤网29和位于陶瓷滤网29上方的出料阀门210，熔炼炉内壁设有内衬26，外壁由内置外包设有石棉层27、电磁线圈25和保温层23，熔炼炉上还设有压料机构211、红外测温仪24和氩气循环机构22，所述熔炼炉顶部设有隔热层21，底部设有电磁搅拌机构28；
所述精炼装置3包括顶部进口31与熔炼炉出口连通的精炼炉，精炼炉底部设有出口33，出口33处还设有出料阀门，精炼炉内壁设有内衬，外壁由内置外包设有石棉层、电磁线圈和保温层，精炼炉上还设有压料机构、红外测温仪和抽真空泵32，顶部设有隔热层，底部设有电磁搅拌机构；
所述雾化制粉装置包括第二壳体，第二壳体顶部设有与精炼炉出口33连通的进料口41、底部设有螺旋喂料机46，第二壳体内部由上至下设有熔料室42、集料斗49和导风仓413，所述熔料室42底部通过设有螺旋挤出装置412的出口与集料斗49连通，集料斗49内顶壁于熔料室出口两侧设有通过喷嘴控制器43操作的氩气喷嘴411、集料斗内壁中部设有冷风喷嘴410，所述导风仓内由上至下设有数个导风板47且导风仓顶部两侧分别开设有与外界连通的第一排气口44和第二排气口48；螺旋喂料机46与外界的收集机构45对接。
所述设备的工作过程如下：
首先将破碎成屑状的废铝从预处理装置即第一壳体的进料口进入，铝屑首先接触由电机带动的树枝状搅拌器并被打散，打散后的铝屑落在转笼式除铁器中，铝屑中的铁杂质被转笼式除铁器所吸附（所述转笼式除铁器采用电磁铁吸附原理，当转笼式除铁器不具有磁性时，其上吸附的铁杂质或落入杂质箱中），铝屑则被排入振动网床并随着振动网床的传送而移动，移动过程中铝屑会顺次经过除油液喷头和热水喷头下方并被相应液体喷淋，进而脱去铝屑表面附着的油污（喷淋处的液体会透过铝屑和振动网床而落入废液箱），最终铝屑落入脱漆缸内的第一链式输送机上并随之传动，铝屑在移动过程中会通过脱漆液脱去表面附着的油漆杂质，同时超声波清洗机构可以提高脱漆效率，铝屑在第一链式输送机的后段会移出脱漆缸并落入去氧化液缸中的第二链式输送机，同时会在去氧化液的浸泡下脱除表面附着的氧化层，而且超声波清洗机构可以提高氧化层的脱除效率；当铝屑移动至第二链式输送机后段时，液封板转动并接触去氧化液，使得液封板与干燥仓之间的空间处于封闭状态（同时需要使得翻板阀封闭第一壳体的出料口），烘干机对处于封闭空间内的铝屑吹热风干燥，且干燥后的铝屑在翻板阀开启后，从第一壳体的出料口排入初炼装置内；
进入初炼装置即熔炼炉内的铝屑在电磁线圈的加热作用下熔化，同时压料机构将需要添加的配料压入铝熔体内，使得铝熔体内的杂质成渣，最终铝熔体透过陶瓷滤网进入精炼装置中，滤渣被陶瓷滤网滤除，其中红外测温仪监测熔炼炉内温度，氩气循环机构保持熔炼炉内处于氩气环境；
进入精炼装置即精炼炉内的铝熔体在电磁线圈的加热作用下保持熔融态，同时压料机构将需要添加的配料压入铝熔体内发生反应，而且抽真空泵对精炼炉内抽真空，将反应产生的废气抽出至外界，最终精炼后的铝熔体排入雾化制粉装置中；
进入雾化制粉装置即第二壳体内的铝熔体在熔料室保持熔融态，并在螺旋挤出装置的挤出作用下挤出到集料斗内，进入集料斗内的铝熔体先后经过氩气喷嘴和冷风喷嘴的喷吹而形成粉末状，并最终由螺旋喂料机排出至外界的收集机构。导风板可以将废气与粉末分离并最终将废气从排气口排至外界。

Claims (9)

1.废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，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，
具体的，烘干后的铝屑先于700℃熔融至铝熔体，保温30min后升温至900℃-950℃；所述混合盐于铝熔体升温至900℃时采用铝箔包裹加入，且加入后对铝熔体搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，混合盐的加入量为铝熔体的0.5-0.8wt%；
所述氟铝酸钠覆盖剂于混合盐加入并反应30min后加入并于铝熔体表面形成厚度为5-8cm的保护层，氟铝酸钠覆盖剂加入后保温反应2h；
所述混合粉末采用铝箔包裹加入且加入后对铝熔体搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，混合粉末的加入量为铝熔体的0.2-0.7wt%；
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。
2.如权利要求1所述的废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，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；
其中脱漆步骤为将水洗后的铝屑置于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；
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。
3.如权利要求2所述的废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，所述步骤1）中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。
4.如权利要求1所述的废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，所述步骤2）中，
所述混合盐制备方法如下：采用球料比8：1，转速为230rmp的球磨机对氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾进行混合，混合后烘干即得所述混合盐。
5.如权利要求1所述的废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，所述步骤3）中，
所述铝熔体通过预热至700℃的流道引流，所述流道上设有用于对铝熔体过滤的过滤网；
所述混合粉剂采用铝箔包裹后加入，加入后对铝熔体搅拌5-10次，每次搅拌2-3min，混合粉剂的加入量为铝熔体的0.4-0.5wt%。
6.如权利要求1所述的废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，
所述混合盐由质量配比为2：5：3的氟硼酸钾、氟钛酸钾和氯化钾组成；
所述混合粉末由质量配比为5：1的六氯乙烷和氟铝酸钠组成；
所述混合粉剂由质量配比为8：1的氯化钠和氟化钠组成。
7.如权利要求1所述的废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法，其特征在于，所述步骤4）中，所述铝熔体通过预热至700℃的流道引流入螺旋挤出装置内，并经由螺旋挤出装置挤出至气雾化设备中。
8.权利要求1-7任一所述废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法制得的粉末，其特征在于，所述粉末粒度为15-50μm，且含氧量≤0.20%。
9.一种废铝回收制备激光选区熔化用粉末的设备，其特征在于，所述设备包括顺次设置并连接的预处理装置、初炼装置、精炼装置和雾化制粉装置；
所述预处理装置包括顶部一侧设置进料口、底部另一侧设置出料口的第一壳体，所述出料口处设有阀门，第一壳体内部包括除杂仓、脱油仓和脱漆仓，以及位于脱漆仓下方并分别位于出料口两侧的脱氧化膜仓和干燥仓；进料口下方设有与外界电机传动连接的树枝状搅拌器，除杂仓包括位于树枝搅拌器下方且上、下设置的转笼式除铁器和杂质箱，脱油仓包括位于转笼式除铁器出料口一侧的振动网床以及位于振动网床下方的废液箱，振动网床上方沿振动网床传动物料的方向分别设有除油液喷头和热水喷头；所述脱漆仓包括位于振动网床传动物料端头下方的脱漆缸，脱漆缸内设有前段没入脱漆液、后段倾斜延伸至脱漆缸外部的第一链式输送机；所述脱氧化膜仓包括位于第一链式输送机后段下方的去氧化液缸，去氧化液缸内设有前段没入脱漆液、后段倾斜延伸至去氧化液缸外部的第二链式输送机；所述干燥仓内设有烘干机；所述脱漆缸和去氧化液缸内均设有超声波清洗机构；所述脱漆缸底部设有可转动并接触去氧化液的液封板；
所述初炼装置包括顶部进口与第一壳体出料口连通的熔炼炉，熔炼炉底部设有出口，且出口处设有陶瓷滤网，熔炼炉内壁设有内衬，外壁由内置外包设有石棉层、电磁线圈和保温层，熔炼炉上还设有压料机构、红外测温仪和氩气循环机构，所述熔炼炉顶部设有隔热层，底部设有电磁搅拌机构；
所述精炼装置包括顶部进口与熔炼炉出口连通的精炼炉，精炼炉底部设有出口，精炼炉内壁设有内衬，外壁由内置外包设有石棉层、电磁线圈和保温层，精炼炉上还设有压料机构、红外测温仪和抽真空泵，所述精炼炉顶部设有隔热层，底部设有电磁搅拌机构；
所述雾化制粉装置包括第二壳体，第二壳体顶部设有与精炼炉出口连通的进料口、底部设有螺旋喂料机，第二壳体内部由上至下设有熔料室、集料斗和导风仓，所述熔料室底部通过设有螺旋挤出装置的出口与集料斗连通，集料斗内顶壁于熔料室出口两侧设有氩气喷嘴、集料斗内壁中部设有冷风喷嘴，所述导风仓内由上至下设有数个导风板且导风仓顶部开设有与外界连通的排气口；螺旋喂料机与外界的收集机构对接。
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