【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝粉制备，具体是涉及一种高纯净度铝或铝合金粉的制备方法与应用。
技术介绍
1、铝粉是现代国防、现代工业、尖端科学技术以及人民生活不可缺少的重要材料，广泛应用于军事、航天、冶金、化工、能源、新材料、先进制造等领域，如火箭燃料、军工炸药、炼钢脱氧剂、粉末涂料、防腐防锈漆、耐火材料、药芯焊丝等。随着增材制造、冷喷涂修复等先进制造技术的快速发展，对铝粉的纯净度、粒径尺寸和球形度都要求越来越高。
2、公布号为cn116254443a的专利申请公开了一种铝合金粉末及其制备方法和应用，铝合金粉末成分以质量百分数计为：mg 2.5-4.5％，zr 0.15-1.65％，mn 0.51-2.0％，si0.1-1.5％，sc≤0.5％，zn≤0.5％，ti≤0.5％，fe≤0.4％，er≤0.5％，y≤0.5％，sc+er+y：0～0.5％，mg+mn：3.0～5.5％，其余为al及不可去除的杂质元素。制备方法包括以下步骤：称取纯金属铸锭和/或合金锭、真空熔炼、雾化制粉、分筛处理、真空干燥。
3、公布号为cn111778433a的专利申请公开了一种3d打印用铝合金粉末材料及其制备方法与应用，铝合金粉末材料包括如下质量分数的成分：mg 6.5-8.5％，sc 0.45-0.65％，zr 0.22-0.33％，mn 0.15-0.5％，fe 0.04-0.06％，ni 0.06-0.08％，si 0.55-0.8％，zn 0.07-0.09％，cr 0.05-0.08％，其它微量元素包括er和ce，总含量为0.05
4、公布号为cn104227263a的专利申请公开了一种低熔点高强度铝合金粉末钎料及其制备方法，铝合金粉末钎料由以下质量百分比的成分组成：si 8.69-9.5％、cu 16.59-17.5％、ge 8.59-9.5％、ni 4.5-5.0％、zn 4.0-5.0％、sr 0.709-0.75％、bi 0.35-0.40％、la 0.40-0.45％、ce 0.409-0.55％、yb 0.109-0.20％、其余为al。制备方法包括如下步骤：真空感应熔炼，水冷铜模铸锭得母合金铸锭，将母合金铸锭破碎，将母合金铸锭熔化后真空快淬，将快淬合金球磨，得铝合金粉末钎料。
5、在铝及铝合金熔炼过程中，铝液会与大气中的水气和物料带入水分反应产生吸氢，同时铝液也会发生氧化产生氧化铝等夹杂物，如果这些氢气和夹杂物保留在铝及铝合金粉中，最终会遗留到增材制造零部件和冷喷涂涂层里面，最终降低增材制造零部件和冷喷涂涂层的力学性能、耐腐蚀和耐磨性能等。因此，获得高纯净度的铝及铝合金粉对于提高增材制造零部件和冷喷涂涂层的质量至关重要。
6、从生产实践和文献资料检索结果来看，目前获得高纯净度的铝或铝合金粉主要途径采用真空熔炼的方法，但真空熔炼的设备投入较大，受真空熔炼铝的容量限制，使得真空熔炼难以大规模生产，最终导致铝及铝合金粉的生产成本高，极大限制了高纯度铝及铝合金粉在增材制造和冷喷涂修复等领域的应用。因此，现有铝或铝合金粉的制备方法仍有待改进和发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种高纯净度铝或铝合金粉的制备方法与应用，通过科学设计铝及铝合金的熔炼和雾化制粉工艺，提高铝及铝合金粉的纯净度，获得高纯超细球形铝及铝合金粉，降低铝及铝合金粉的生产成本，满足增材制造、冷喷涂等领域对高品质、高性能铝或铝合金粉的需求。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、本专利技术第一方面提供了一种高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特点是，依次包括以下步骤：
4、步骤一：按铝或铝合金粉的成分组成及质量百分比熔炼配制铝或铝合金液；
5、步骤二：采用惰性气体和精炼剂对铝或铝合金液喷吹精炼除杂，然后扒去铝或铝合金液表面的浮渣；
6、步骤三：采用除气机对铝或铝合金液进行除氢处理；
7、步骤四：将铝或铝合金液转移到雾化制粉机内，在惰性气体保护下将铝或铝合金液雾化成粉；
8、步骤五：对铝或铝合金粉进行筛选，得到所述高纯净度铝或铝合金粉。
9、其中，步骤一所述熔炼配制是根据铝或铝合金粉的成分组成及质量百分比，选用纯铝锭、纯金属或中间合金，经计算后称重各原材料的重量，然后将原材料放入熔炼炉内加热熔化成铝或铝合金液，或者直接选用与铝或铝合金粉相同成分组成及质量百分比的铝或铝合金放入熔炼炉内加热熔化成铝或铝合金液。
10、作为优选地，所述步骤二中惰性气体是纯度99.99％的氩气，精炼剂的用量占铝或铝合金液重量的0.1-0.2％，精炼时铝或铝合金液的温度为720-740℃，精炼时间为10-20分钟。
11、铝和铝合金液中的夹杂物主要是氧化铝，主要来源于铝锭、中间合金等原材料表面的氧化铝膜和熔炼过程中铝液氧化产生的氧化铝，其他夹杂物还包括非铝物料的燃烧产物和炉衬脱落的碎渣等。这些夹杂物如果不尽可能除干净，将遗留在铝或铝合金粉内，形成疏松，从而降低铝或铝合金粉的致密度，并最终降低增材制造零部件和冷喷涂涂层的各项性能。
12、采用惰性气体为载体，通过喷粉罐将粉末状固体精炼剂喷吹进入铝或铝合金液中进行精炼除杂是铝加工领域最常用的除杂方法。为了获得较好的除杂效果，同时又不引起铝或铝合金液吸氢和氧化，需要选用纯净度较高的惰性气体氩气作为载流气体。精炼剂的用量不能太少，精炼时铝或铝合金液的温度不能太低，精炼时间不能太短，否者除杂效果不理想。精炼剂用量也不能太多，炼时铝或铝合金液的温度不能太高，精炼时间也不能太长，否者会导致增加铝液的氧化和吸氢，并增加生产成本。需要特别指出的是，由于惰性气体氮气会与铝液反应生产氮化铝，不仅会使铝或铝合金液增加夹杂物氮化铝，而且含氮化铝的铝渣属于危废物，因此，要选用惰性气体氩气，不能选用惰性气体氮气。
13、作为优选地，所述步骤二中精炼剂由以下质量百分比的成分组成：zncl2 45.1％，k2co3 25.3％，nano3 7.6％，kf 11.5％，k2so4 6.3％，li2so4 4.2％。
14、作为优选地，所述步骤二中精炼剂的制备方法依次包括如下步骤：
15、(1)选用纯度≥99.8％的zncl2、k2co3、nano3、kf、k2so4、li2so4为原材料按精炼剂的成分组成及质量百分比进行配料；
16、(2)在纯度≥99.99％的氩气保护下将原材料在1150℃加热熔化，然后冷却凝固成块体精炼剂；
17、(3)将块体精炼剂粉粹成粒径≤2毫米粉末，得到所述精炼剂。
18、对铝或铝合金液的除杂效果除了与精炼工艺相关外，还与精炼剂的成分组成及制备方法密切相关。现有市售精炼剂主要采用钠盐、氟盐、氯盐、六氯乙烷等原材料直接破碎混合而成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中惰性气体是纯度99.99％的氩气，精炼剂的用量占铝或铝合金液重量的0.1-0.2％，精炼时铝或铝合金液的温度为720-740℃，精炼时间为10-20分钟。
3.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中精炼剂由以下质量百分比的成分组成：ZnCl245.1％，K2CO3 25.3％，NaNO3 7.6％，KF11.5％，K2SO4 6.3％，Li2SO4 4.2％。
4.根据权利要求1或3所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中精炼剂的制备方法依次包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤三中除气机的石墨转子转速为800-900转/分钟，石墨转子上混合气体的流量为5-6立方米/小时，混合气体压力为1.6-1.9MPa，所述混合气体是由纯度99.99％的氩气和纯度99.99％氯气组成，混合气
6.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤四中惰性气体是纯度99.99％的氩气，雾化气体为纯度99.99％的氩气，雾化气体的压力为7-8MPa，雾化时铝或铝合金液的温度为680-690℃。
7.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述高纯净度铝粉由以下质量百分比的成分组成：Fe≤0.25％，Si≤0.2％，Cu≤0.04％，Mn≤0.03％，Mg≤0.03％，Zn≤0.04％，Ti≤0.03％，V≤0.05％，余量为Al和不可避免的其他杂质，其他杂质单个≤0.01％，其他杂质总量≤0.05％。
8.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述高纯净度铝合金粉由以下质量百分比的成分组成：Cu3.8-4.2％，Zn 2.3-2.7％，Mg 0.8-1.2％，Zr0.4-0.6％，Sc 0.15-0.25％，Fe≤0.2％，余量为Al和不可避免的其他杂质，其他杂质单个≤0.05％，其他杂质总量≤0.15％。
9.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述高纯净度铝合金粉由以下质量百分比的成分组成：Co7.2-7.5％，V 1.7-2.1％，Ni 4.5-4.8％，Mn1.2-1.5％，Cr 0.8-1.1％，Fe≤0.2％，余量为Al和不可避免的其他杂质，其他杂质单个≤0.05％，其他杂质总量≤0.15％。
10.一种高纯净度铝或铝合金粉在增材制造或冷喷涂领域的应用，其特征在于，该高纯净度铝或铝合金粉依据如权利要求1-9所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中惰性气体是纯度99.99％的氩气，精炼剂的用量占铝或铝合金液重量的0.1-0.2％，精炼时铝或铝合金液的温度为720-740℃，精炼时间为10-20分钟。
3.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中精炼剂由以下质量百分比的成分组成：zncl245.1％，k2co3 25.3％，nano3 7.6％，kf11.5％，k2so4 6.3％，li2so4 4.2％。
4.根据权利要求1或3所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中精炼剂的制备方法依次包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤三中除气机的石墨转子转速为800-900转/分钟，石墨转子上混合气体的流量为5-6立方米/小时，混合气体压力为1.6-1.9mpa，所述混合气体是由纯度99.99％的氩气和纯度99.99％氯气组成，混合气体中氯气的体积百分比为12-13％，除氢时间为20-30分钟。
6.根据权利要求1所述高纯净度铝或铝合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤四中惰性气体是纯度99.99％的氩气，雾化气体为纯度99.99％的氩气，雾化气体的压力为7-8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王顺成，刘恩，张大鹏，范远博，艾霞，范洪显，
申请(专利权)人：广东领胜新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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