一种电溶解高温合金废料的方法与流程

文档序号:15457700发布日期:2018-09-15 01:37

本发明涉及电化学技术领域,具体涉及一种电溶解高温合金废料的方法。



背景技术:

高温合金通常以Ni或Co为基体,含有Cr、W、Ta等合金元素,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,被广泛应用于航空航天和能源领域。

随着航空航天工业的发展,第二代含铼单晶高温合金开始应用,该合金中除了Ni、Co、Cr、W等元素,还含有稀有金属Re,Re是地球地壳中最稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一。二十一世纪以来,铼消耗量分别为:通用电气28%,劳斯莱斯股份有限公司28%,普惠公司12%,皆用于生产高温合金。近年来,由于航空发动机的需求持续增加,Re的用量剧增,储备量与日剧减。

航空发动机所使用的高温合金叶片等零部件,具有复杂的结构,在制备和使用的过程中形成大批量的废料,这些废料可以通过湿法冶金的方式将其再生,提炼出Re、Co、Ni、Ta等纯金属元素,再生利用。由于高温合金具有优良的强韧性,难以破碎成小块合金或者合金碎屑,因此在高温合金的再生过程中,高温合金废料的高效溶解是一个关键的技术难点。

目前,采用电化学的方法溶解大块的合金废料,在溶解的过程中表面会形成难溶的钝化膜并附着阳极泥,溶解较为困难,且溶液处理量较大。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种电溶解高温合金废料的方法,该方法可以有效地剥离合金表面的阳极泥,同时溶解大块高温合金,提高溶解速率,具有较好的工程应用价值和经济价值。

为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:

一种电溶解高温合金废料的方法,所述高温合金废料包括大块高温合金和高温合金碎屑;电溶解高温合金废料的过程为:将大块高温合金作为阳极,石墨作为阴极,阳极与阴极的面积比为3:1-50:1,将N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜的混合液作为电溶解液放入电溶解槽中,在电流密度为200-800A/m2条件下进行电溶解,从而实现大块高温合金的溶解。

所述高温合金废料为镍基高温合金和/或钴基高温合金,如:K417G合金、DZ40M合金、DD5合金、DD6合金等。

所述电溶解液中,N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜的体积比例为(10-30):1。

所述电溶解过程中,定期的向电溶解液中补加氯化亚砜,以使N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜的体积比例保持在(10-30):1范围。

所述大块高温合金平稳的放入电溶解槽内,所述阴极采用石墨的纯度≥99%,所述阴极与阳极之间的距离大于13cm。

本发明的有益效果如下:

1、本发明为电溶解高温合金的方法,该方法可以提高电溶解大块高温合金的速率。

2、本发明方法解决了阳极泥附着合金表面影响电溶解的问题,合金表面阳极泥的剥离率为100%,具有较好的工程应用价值和经济价值。

附图说明:

图1为电溶解前电溶解槽内阴阳极摆放图。

图2为本发明电溶解过程图。

图3为实施例1电溶解后合金表面。

图4为实施例1电溶解后阳极产物沉淀物图。

具体实施方式:

以下结合实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,不对本发明的范围有任何限制。

以下实施例中,在电溶解前电溶解槽内阴阳极摆放图如图1所示,电溶解过程如图2。

实施例1

将大块镍基单晶高温合金DD5作为阳极,阳极重量为1.28kg,平稳的放入电溶解槽内,将纯度为99%的石墨板作为阴极,阳极与阴极的面积比为3:1,阴极与阳极的距离为23cm,将N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜按照28:1的体积比混合配置成电溶解液并放入电溶解槽中,在电流密度为500A/m2条件下进行电溶解,电溶解72h后停止试验,取出溶液称量剩余合金块重量,计算差值,经计算大块高温合金电溶解200g,合金表面阳极泥的剥离率为100%,图3所示。

实施例2

将大块钴基高温合金DZ40M作为阳极,阳极重量为1.35kg,平稳的放入电溶解槽内,将纯度为99%的石墨板作为阴极,阳极与阴极的面积比为3:1,阴极与阳极的距离为23cm,将N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜溶剂按照15:1体积比配置电溶解液放入电溶解槽中,在电流密度为300A/m2条件下进行电溶解,电溶解72h后停止试验,取出溶液称量剩余合金块重量,计算差值,经计算大块高温合金电溶解181g,合金表面阳极泥的剥离率为100%。

实施例3

将大块高温合金K417G作为阳极,阳极重量为1.55kg,平稳的放入电溶解槽内,将纯度为99%的石墨板作为阴极,阳极与阴极的面积比为4:1,阴极与阳极的距离为23cm,将N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜按照体积比10:1混合配置电溶解液放入电溶解槽中,在电流密度为500A/m2条件下进行电溶解,电溶解72h后停止试验,取出溶液称量剩余合金块重量,计算差值,经计算大块高温合金电溶解210g,合金表面阳极泥的剥离率为100%。

对比例1

将大块单晶高温合金DD5作为阳极,阳极重量为1.28kg,平稳的放入电溶解槽内,将纯度为99%的石墨板作为阴极,阳极与阴极的面积比为3:1,阴极与阳极的距离为23cm,将配置的无机王水电溶解液放入电溶解槽中,在电流密度为500A/m2条件下进行电溶解,电溶解72h后停止试验,取出溶液称量剩余合金块的重量,计算差值,经计算大块高温合金电溶解94g,合金表面阳极泥的剥离率为44%。

由上述实施例1-3中溶解量可以看出,利用电化学可以溶解大块合金,相比于对比例1,本发明的电溶解速率显著更高。

由上述实施例1-3和对比例1可以看出,高温合金在N,N-二甲基甲酰胺与氯化亚砜溶液中电溶解较无机王水中的剥离性好,长时间溶解后本发明合金表面阳极泥的剥离率为100%。

根据本发明的优点解决了阳极泥附着合金表面影响电溶解的问题,具有较好的工程应用价值和经济价值。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1