專利名稱：去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通孔多孔鋁合金的加工方法及裝置，尤其涉及一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法。
背景技術：
在制造通孔多孔鋁合金過程中，現有的除去通孔多孔鋁合金與可溶性鹽復合體中可溶性鹽的方案為熱水浸泡和超聲清洗。在熱水浸泡過程是通過離子擴散來溶解鹽顆粒。由于鋁合金包覆在鹽顆粒上，鹽顆粒之間的連接通道極小，使離子擴散的通道很小，除鹽效果極差。超聲清洗基于超聲空化的作用，當超聲波在形成氣泡后突然破裂(閉合)的瞬間能間生超過1000個大氣壓力，這種連續不斷產生的瞬間高壓強烈沖擊物件表面，使物體表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而到物體表面清潔凈化的目的，但是由于多孔鋁的三維復雜通道，導致在清洗芯部的鹽顆粒時芯部飽和的溶液難以排出，從而影響清洗效果，特別是對于大尺寸的通孔多孔鋁合金復合體。這些缺點使得通孔多孔鋁合金的流通能力降低，而且，由于可溶性鹽的存在，容易加重通孔多孔鋁合金的腐蝕，并且嚴重影響通孔多孔鋁合金的后繼加工過程。
發明內容
本發明提供一種簡單、高效率、低成本的去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法及裝置。
本發明采用如下技術方案一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，包括如下步驟第一步，通孔多孔鋁合金復合體的制備先將可溶性鹽顆粒置于模具中緊實并加熱到600℃保溫40～50分鐘，再將熔融的鋁合金熔體倒入模具中，并在壓力作用下滲入可溶性鹽顆粒之間，待凝固冷卻后獲得鋁合金復合體，
第二步，通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的去除將通孔多孔鋁合金復合體浸入到水中，使得多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作公轉運動，旋轉方式為正、反交替旋轉，最大轉速為260-1000轉/分鐘，直至脫水后的多孔鋁合金復合體的質量不再變化為止。
一種用于實施本發明的去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的裝置，由旋轉軸、框架、水槽組成，框架固定在旋轉軸上，圍繞旋轉軸中心旋轉，通孔多孔鋁合金復合體通過鎖扣固定在框架遠離旋轉軸的部分上，多孔鋁合金復合體可以圍繞著旋轉軸作公轉，在使用時，框架浸沒在水槽里的水中。
本發明獲得如下技術效果(1)從通孔多孔鋁合金和可溶性鹽顆粒的復合體的除鹽過程來看，在正反交替旋轉除可溶性鹽過程中，通過水流和復合體之間的復雜、劇烈的相對運動，使得具有復雜三維通道的多孔鋁合金中的可溶性鹽顆粒得以除去，其除鹽機理以水流對鹽顆粒的劇烈沖刷、溶解為主，去除可溶性鹽效率高。
(2)本發明采用的的正、反往復旋轉使得通孔多孔鋁合金與可溶性鹽復合體和水流之間較大速度的相對運動，使大尺寸復合體芯部可溶性鹽顆粒也能受到水流的沖刷作用，從而能夠完全去除復合體中的鹽顆粒。如果僅為單向旋轉，那么，一方面，水的旋轉速度會逐漸變得與通孔多孔鋁合金復合體相近，使得水的沖刷作用減弱；另一方面，單向旋轉會在裝水的容器里面形成很大的漩渦，需要盛水的容器體積很大，增加了成本，同時還會導致通孔多孔鋁合金復合體露出水面，降低了沖刷效率。
(3)本發明通過使得通孔多孔鋁合金與可溶性鹽的復合體在水中圍繞旋轉軸的正、反交替公轉，形成復雜的快速的水流的流暢，從而使得水流能夠劇烈的沖刷多孔鋁合金復合體的內部，從而能夠更徹底的除去具大尺寸的多孔鋁合金復合體內部的可溶性鹽顆粒，因而增加了除去可溶性鹽的效率，大大減少了去除時間，節省了成本。
(4)旋轉軸正、反交替運行過程中間歇10～40s，可降低帶動旋轉軸的電機的負擔。
(5)旋轉軸的最大運行速度如果過小，那么沖刷作用的強度較弱，起不到沖刷得效果；然而，如果旋轉軸的最大轉速過大，會激起很大的漩渦，使得多孔鋁合金復合體露出水面，降低除去可溶性鹽顆粒的效率，另一方面也會加重電機的負擔，增加成本；處于360轉/分～500轉/分的轉速時，會達到較好的除鹽效果。
(6)從耐腐蝕的角度講，可溶性鹽顆粒的存在，特別是NaCl等的存在容易使得多孔鋁合金的腐蝕速度大大增加，因而從某種程度上說，本發明還能大大提高多孔鋁合金的耐腐蝕性能。
(7)本發明采用的機械結構簡單，成本相對于超聲法顯然低得多，而效果卻更好。
圖1為本發明實施例2的裝置示意圖。
圖2為本發明實施例3中作為比較的多孔鋁合金復合體浸泡23小時后的芯部截面圖。
圖3為本發明實施例3中作為比較的多孔鋁合金復合體經過超聲除鹽6小時后的芯部截面圖。
圖4為本發明實施例3的清洗75分鐘后的芯部截面圖。
圖5為多孔鋁合金樣品外觀圖。
具體實施例方式
實施例1一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，包括如下步驟第一步，通孔多孔鋁合金復合體的制備先將可溶性鹽顆粒置于模具中緊實并加熱到600℃保溫40～50分鐘，再將熔融的鋁合金熔體倒入模具中，并在壓力作用下滲入可溶性鹽顆粒之間，本實施例中，可壓力采用負壓，負壓壓力可以為10-40kPa，待凝固冷卻后獲得鋁合金復合體，本實施例中，可溶性鹽顆粒可以是NaCl、Na3PO4、KCl等可溶于水的鹽中的一種。
第二步，通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的去除將通孔多孔鋁合金與可溶性鹽的復合體浸入到水中，使得多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作公轉運動，旋轉方式為正、反交替旋轉，最大轉速為260-1000轉/分鐘，轉速可以為360轉/分，450轉/分，500轉/分，670轉/分，直至脫水后的多孔鋁合金復合體的質量不再變化為止，本實施例中，可以在旋轉清洗一段時間，如10分鐘時，將多孔鋁合金復合體取下，放入離心旋轉機中旋轉脫水，稱量，再將其放入水中進行旋轉清洗一段時間(如10分鐘)，再脫水稱量，如果兩次的質量基本相同，可視為去除可溶性鹽顆粒的過程結束。
本實施例中，多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作正、反交替旋轉的公轉運動的最大轉速優選為360～500轉/分。
本實施例中，旋轉軸正、反旋轉交替時間歇10～40s。
實施例2一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的裝置，由旋轉軸1、框架4、水槽5組成，框架4固定在旋轉軸上，旋轉軸由電動機所帶動，圍繞旋轉軸中心旋轉，通孔多孔鋁合金復合體2通過鎖扣3固定在框架4遠離旋轉軸的部分上，多孔鋁合金復合體2可以圍繞著旋轉軸作公轉，在使用時，框架4浸沒在水槽5里的水中。
實施例3一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，包括如下步驟第一步，通孔多孔鋁合金復合體的制備先將可溶性鹽顆粒置于模具中緊實并加熱到600℃保溫40～50分鐘，再將熔融的鋁合金熔體倒入模具中，并在壓力作用下滲入可溶性鹽顆粒之間，本實施例中，可壓力采用負壓，負壓壓力可以為10-40kPa，待凝固冷卻后獲得鋁合金復合體，本實施例中，可溶性鹽顆粒可以是NaCl、Na3PO4、KCl等可溶于水的鹽中的一種。
第二步，通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的去除將通孔多孔鋁合金與可溶性鹽的復合體浸入到水中，使得多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作公轉運動，旋轉方式為正、反交替旋轉，最大轉速為260-1000轉/分鐘，轉速可以為360轉/分，450轉/分，500轉/分，670轉/分，直至脫水后的多孔鋁合金復合體的質量不再變化為止，本實施例中，可以在旋轉清洗一段時間，如10分鐘時，將多孔鋁合金復合體取下，放入離心旋轉機中旋轉脫水，稱量，再將其放入水中進行旋轉清洗一段時間(如10分鐘)，再脫水稱量，如果兩次的質量基本相同，可視為去除可溶性鹽顆粒的過程結束。
本實施例中，多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作正、反交替旋轉的公轉運動的最大轉速優選為360～500轉/分。
本實施例中，旋轉軸正、反交替運行過程中，可間歇10～40s。
鹽顆粒直徑為2-2.5mm的通孔多孔鋁合金和鹽顆粒的復合體，復合體直徑57mm，長度15cm。
水直接浸泡除鹽的數據如下，水定期更換
(2)超聲除鹽(樣品放置于水中)的數據如下
(3本發明清洗除鹽的效果如下
附圖2為本發明實施例3中作為比較的多孔鋁合金復合體浸泡23小時后的芯部截面圖。從截面圖上可以看出雖然經過長時間的浸泡但僅僅是最外邊的鹽顆粒被去除，芯部仍然有大量的鹽顆粒。
附圖3為本發明實施例3中作為比較的多孔鋁合金復合體經過超聲除鹽6小時后的芯部截面圖。從圖上可以看出經6小時超聲清洗后外部的鹽顆粒都被除去，但芯部仍然保留了鹽顆粒。結合超聲除鹽的數據看芯部鹽顆粒的去除越來越困難。
附圖4為本發明實施例3的清洗75分鐘后的芯部截面圖。從圖上可以看出經75分鐘本發明的旋轉清洗后芯部的鹽顆粒被完全清除。達到了除鹽的效果。
本發明中所提及的芯部截面是指靠近樣品中心的橫截面，這個部位的鹽顆粒如容易去除。
由于一定溫度下，可溶性鹽在水中的溶解度是一定的，若通孔多孔鋁合金復合體樣品尺寸較大，可溶性鹽含量較多，如本發明所用的水較少，則需要定期換水，從而能夠溶解更多的鹽，增加除鹽效果。
權利要求
1.一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，其特征在于包括如下步驟第一步，通孔多孔鋁合金復合體的制備先將可溶性鹽顆粒置于模具中緊實并加熱到600℃保溫40～50分鐘，再將熔融的鋁合金熔體倒入模具中，并在壓力作用下滲入可溶性鹽顆粒之間，待凝固冷卻后獲得鋁合金復合體，第二步，通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的去除將通孔多孔鋁合金復合體浸入到水中，使得多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作公轉運動，旋轉方式為正、反交替旋轉，最大轉速為260-1000轉/分鐘，直至脫水后的多孔鋁合金復合體的質量不再變化為止。
2.一種根據權利要求1所述的去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的裝置，其特征在于由旋轉軸(1)、框架(4)、水槽(5)組成，框架(4)固定在旋轉軸上，圍繞旋轉軸中心旋轉，通孔多孔鋁合金復合體(2)通過鎖扣(3)固定在框架(4)遠離旋轉軸的部分上，多孔鋁合金復合體(2)可以圍繞著旋轉軸作公轉，在使用時，框架(4)浸沒在水槽(5)里的水中。
3.根據權利要求1所述的去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，其特征在于多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作正、反交替旋轉的公轉運動的最大轉速為360～500轉/分。
4.根據權利要求1所述的去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，其特征在于旋轉軸正、反旋轉交替時，中間間歇10～40s。
全文摘要
本發明公開一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的方法，首先用壓力滲流等方法制備通孔多孔鋁合金復合體；再將通孔多孔鋁合金復合體浸入到水中，使得多孔鋁合金復合體在水中圍繞旋轉機構的旋轉軸作公轉運動，旋轉方式為正、反交替旋轉，至多孔鋁合金復合體的質量不再變化為止。本發明還公開一種去除通孔多孔鋁合金復合體中可溶性鹽顆粒的裝置，由旋轉軸(1)、框架(4)、水槽(5)組成，框架(4)固定在旋轉軸上，圍繞旋轉軸中心旋轉，通孔多孔鋁合金復合體(2)通過鎖扣(3)固定在框架(4)遠離旋轉軸的部分，多孔鋁合金復合體(2)可以圍繞著旋轉軸作公轉，框架(4)浸沒在水槽(5)里的水中。本發明簡單、效率高、成本低。
文檔編號B22D23/04GK1804070SQ20051013490
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月30日 優先權日2005年12月30日
發明者何德坪, 劉兵, 何思淵, 尚金堂, 戴戈, 黃可 申請人:東南大學