一种电溶解高温合金废料的方法技术

本发明专利技术公开了一种电溶解高温合金废料的方法，属于电化学技术领域。该方法首先将大块高温合金作为阳极，石墨作为阴极，利用N,N‑二甲基甲酰胺与氯化亚砜的溶液在直电流条件下进行电溶解高温合金块。本发明专利技术的优点在于，与传统的电解方法相比，可以提高电溶解大块高温合金的速率，同时合金表面阳极泥的剥离率为100％，解决了阳极泥附着合金表面影响电溶解的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种电溶解高温合金废料的方法
：本专利技术涉及电化学
，具体涉及一种电溶解高温合金废料的方法。
技术介绍
：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。
技术实现思路
：本专利技术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，本专利技术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。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术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、本专利技术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为本专利技术电溶解过程图。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专利技术作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本专利技术最佳实施方式的描述，不对本专利技术的范围有任何限制。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，本专利技术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，长时间溶解后本专利技术合金表面阳极泥的剥离率为100％。根据本专利技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电溶解高温合金废料的方法，其特征在于：所述高温合金废料包括大块高温合金；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。

【技术特征摘要】
1.一种电溶解高温合金废料的方法，其特征在于：所述高温合金废料包括大块高温合金；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。2.根据权利要求1所述的电溶解高温合金废料的方法，其特征在于：所述高温合金废料为镍基高温合金或钴基高温合金。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亦胄，邓丽，孙元，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21