CN110423905A - 一种多重氧化还原合金材料的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多重氧化还原合金材料的成型方法，包括锌、铜、锡、镍和稀土元素，所述成型方法为：定模、合金配料、首批料混合、升温熔融、加入稀土、除渣、浇铸、加压、冷却、铸件清理：清理铸件的毛刺和飞边。本发明采用金属液压力结晶工艺、以及采用先行加入锌、锡低熔点元素的熔炼方式，减少产品内部组织致密，减少疏松和气孔，将稀土在覆盖良好的环境下分批加入，减少稀土的烧损，节约成本，提高制备效果。
Description
技术领域
本发明涉及细菌灭活金属的制备技术，特别是一种多重氧化还原合金材料的成型方法。
背景技术
KDF是一种新型的、多功能的、可再生的铜锌合金水处理材料，由Don Heskett教授1984年发明，KDF由高纯度的铜、锌两种金属按一定的比例组合而成，KDF净水原理是多方面的，如电化学氧化还原反应、锌离子、催化作用和过滤等，它具有多种功能：去除水中的余氯；去除可溶性的重金属；控制微生物生长；阻止硬垢的积累；除铁；降低氟化物、硝酸盐、碳酸盐和硫酸盐等。
而用于生化法污水处理领域剩余活性污泥的原位减量，以及循环水处理过程中的抑菌杀菌处理的合金材料，由于污泥及循环水中微生物菌种的多样性特点，需设计一种具有多重氧化还原电位的广谱杀菌合金材料配方，既要考虑各元素之间形成的氧化还原电位对于不同菌群的适应性，还要考虑材料的可机械加工和热成型性能；在材料成型工艺上，需解决各元素间熔点差异造成材料烧损的控制，控制晶体生长形态，有效地发挥各元素所构建的原电池的氧化还原特性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多重氧化还原合金材料的成型方法，采用金属液压力结晶工艺、以及采用先行加入锌、锡低熔点元素的熔炼方式，减少产品内部组织致密，减少疏松和气孔，将稀土在覆盖良好的环境下分批加入，减少稀土的烧损，节约成本，提高制备效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种多重氧化还原合金材料的成型方法，包括锌、铜、锡、镍和稀土元素，所述成型方法为：
S1、定模：根据预设产品结构尺寸，设计制造模具；
S2、合金配料：根据合金材料的成份占比计算各组元素的重量，然后再计算以烧损元素的烧损量，并补加相应的重量；
S3、首批料混合：在坩埚内加入锌、锡、电解铜、镍以及精炼覆盖剂；
S4、升温熔融：升温熔炼至合金完全融化，并调整合金液温度至1180℃-1220℃；
S5、加入稀土：逐次加入稀土，加入前先将覆盖剂拨开，然后迅速投入一块稀土，投入后立即让覆盖剂重新展开覆盖，经过预设时间后，稀土完全划开，再加入下一块稀土，直至加完为止；
S6、除渣：清除熔液表面的杂质，准备浇铸；
S7、浇铸：将合金熔液浇铸到S1中的制造模具中；
S8、加压：对模具中的合金熔液施加50T-60T的压力，并保持压力3min-4min；
S9、冷却：顶出制造模具中的铸件，放在空气中冷却；
S10、铸件清理：清理铸件的毛刺和飞边。
进一步的，在步骤S7中，所述制造模具需要预热至380℃-450℃。
进一步的，在步骤S10之后，还包括对铸件的切割和加工。
进一步的，所述覆盖剂为石英玻璃和碳酸钙的混合物。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的合金材料中含有多种易烧损的金属元素，本发明通过低熔点金属先熔融以及稀土在覆盖良好的环境下分批加入，减少稀土的烧损，有利于节约制备成本，提高合金效果；
(2)本发明采用金属液压力结晶工艺，可以保证合金致密度，减少疏松和气孔。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，对本发明进行进一步说明。
实施例：
本实施例提供一种多重氧化还原合金材料的成型方法，包括锌、铜、锡、镍和稀土元素，所述成型方法为：
S1、定模：根据预设产品结构尺寸，设计制造模具；
S2、合金配料：根据合金材料的成份占比计算各组元素的重量，然后再计算以烧损元素的烧损量，并补加相应的重量；
S3、首批料混合：在坩埚内加入锌、锡、电解铜、镍以及精炼覆盖剂；
S4、升温熔融：升温熔炼至合金完全融化，并调整合金液温度至1180℃-1220℃；
S5、加入稀土：逐次加入稀土，加入前先将覆盖剂拨开，然后迅速投入一块稀土，投入后立即让覆盖剂重新展开覆盖，经过预设时间后，稀土完全划开，再加入下一块稀土，直至加完为止；
S6、除渣：清除熔液表面的杂质，准备浇铸；
S7、浇铸：将合金熔液浇铸到预热至380℃-450℃的制造模具中；
S8、加压：对模具中的合金熔液施加50T-60T的压力，并保持压力3min-4min；
S9、冷却：顶出制造模具中的铸件，放在空气中冷却；
S10、铸件清理：清理铸件的毛刺和飞边。
铸件完成后，按零件图纸要求对铸件进行切割和加工。将切割和加工好的不同管径的合金管件，以大管套小管的形式，组装进一个管状不锈钢壳体中，最终制成一台合金杀菌设备。该合金杀菌设备用于相关污水处理厂的污泥减量测试，测试结果如下：
用该合金杀菌设备处理活性污泥，活性污泥每次经过该设备处理，有2％的微生物会被杀死。当该合金杀菌设备安装在污水生化系统上，连续对生化系统中的活性污泥进行作用时，活性污泥中部分微生物不断被杀死，然后杀死的微生物在生化系统中会被二次讲解，进而实现污泥减量60％以上。该系统已经稳定运行六个月以上，生化出水水质不受影响，污泥处理费用降低了80％以上。
本发明采用压力结晶成型工艺可保证产品内部组织致密，减少疏松和气孔。同时，大大降低了冒口尺寸，提高了材料的利用率；
采用先期加入锌、锡等低熔点合金的熔炼方式，首先缩短了熔炼时间，提高了生产效率；其次，由于时间的缩短，减少了铜液的氧化和吸气，有利于保证合金液质量；第三，熔化过程中锌挥发形成的锌蒸气可以产生一个保护层，将炉料置于锌蒸气的保护环境中，进一步减少氧化和吸气。同时，锌蒸气在上升过程中可以带走氢等有害杂质，进一步提高了合金液质量。第四，由于锌的脱氧作用，无需另外加入磷铜脱氧，降低了合金液的磷杂质含量。第五，改善了生产环境，避免合金熔化后集中加入锌而引起大量的浓厚白烟。实践证明，锌和锡的先期加入并没有增加烧损量，由于锌的蒸发受到铜液的阻碍，锌的损耗较传统的爆发式蒸发燃烧更少。
采用石英玻璃及碳酸钙混合物作为覆盖熔剂，覆盖紧密，有效降低了易氧化元素的挥发和烧损；
稀土在覆盖良好的环境下分批加入，减少了稀土的烧损，保证了合金液的成份。
本发明的合金材料中含有多种易烧损的金属元素，本发明通过低熔点金属先熔融以及稀土在覆盖良好的环境下分批加入，减少稀土的烧损，有利于节约制备成本，提高合金效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种多重氧化还原合金材料的成型方法，其特征在于，包括锌、铜、锡、镍和稀土元素，所述成型方法为：
S1、定模：根据预设产品结构尺寸，设计制造模具；
S2、合金配料：根据合金材料的成份占比计算各组元素的重量，然后再计算以烧损元素的烧损量，并补加相应的重量；
S3、首批料混合：在坩埚内加入锌、锡、电解铜、镍以及精炼覆盖剂；
S4、升温熔融：升温熔炼至合金完全融化，并调整合金液温度至1180℃-1220℃；
S5、加入稀土：逐次加入稀土，加入前先将覆盖剂拨开，然后迅速投入一块稀土，投入后立即让覆盖剂重新展开覆盖，经过预设时间后，稀土完全划开，再加入下一块稀土，直至加完为止；
S6、除渣：清除熔液表面的杂质，准备浇铸；
S7、浇铸：将合金熔液浇铸到S1中的制造模具中；
S8、加压：对模具中的合金熔液施加50T-60T的压力，并保持压力3min-4min；
S9、冷却：顶出制造模具中的铸件，放在空气中冷却；
S10、铸件清理：清理铸件的毛刺和飞边。
2.根据权利要求1所述一种多重氧化还原合金材料的成型方法，其特征在于，在步骤S7中，所述制造模具需要预热至380℃-450℃。
3.根据权利要求1所述一种多重氧化还原合金材料的成型方法，其特征在于，在步骤S10之后，还包括对铸件的切割和加工。
4.根据权利要求1所述一种多重氧化还原合金材料的成型方法，其特征在于，所述覆盖剂为石英玻璃和碳酸钙的混合物。
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