[发明专利]在工业过程中使用金属粉末之前使在金属粉末的结核表面上存在的氧化物去除的方法

说明书

本发明涉及在固体或液体工业粉末组装方法中使用金属粉末之前使在金属粉末的结核表面上存在的氧化物去除的方法和设备，其特征在于，所述方法包括通过使金属粉末与固体清洁材料的蒸气接触和/或通过固体清洁材料的升华及随后用于所述金属粉末的化学转化来对所述金属粉末进行清洁。

技术领域

本发明涉及能够将覆盖金属粉末的结核(nodule)的氧化物层或存在于所述结核表面的氧化物斑点去除的方法和设备。它是在将金属粉末用于工业过程之前实施的，所述工业过程用于通过固体途径(例如烧结)或通过液体途径(例如通过熔化粉末的增材制造)来组装粉末，对其而言氧化物在结核表面的存在构成工业过程中使进展令人满意的障碍，并且能够损害部件的品质。它极特别地适用于由亲氧金属(例如铝、钛、锆、铬、铌、钽、钼以及它们的合金)形成的金属粉末，更一般而言为制备不包括液体途径的那些金属粉末。

背景技术

金属粉末可以由全部具有相同成分的结核组成或者由具有至少两种不同成分的结核的混合物组成。例如，它可以为由铝结核形成或由铝结核和镍结核的混合物形成的粉末。

一些金属(例如铝)是非常亲氧的。在露天中，它们的表面瞬间由氧化物薄膜覆盖，所述氧化物薄膜在要求结核相互粘合或熔化的组装操作期间对结合的品质是有害的。然后所述层可足以耐受，从而在其氧化物脉石中保持这些操作期间形成的液相。金属粉末可以在部分真空下或在惰性气氛下制得，从而防止和/或限制接近材料的氧化物质的存在，特别是在使其达到高温时。然而，实际上几乎不可能将这种金属粉末保持在非氧化态，特别是在实施所述粉末的工业过程在空气中进行时。因此，这些金属的金属粉末在其使用过程中通常被氧化。

发明内容

在其用于工业过程中时，本发明可以通过能够将覆盖金属粉末的结核的氧化物层或存在于所述结核表面的氧化物斑点去除来克服该问题，由此可以获得具有高机械特性和/或增强性能并且无氧化物痕迹的部件。

本发明特别地包括能够在将金属粉末用于工业过程之前或期间，将在金属粉末的结核表面存在的氧化物去除的方法，所述工业过程用于通过固体或液体途径来组装粉末，其特征在于，所述方法包括通过使金属粉末与蒸气接触来汽提所述金属粉末，所述蒸气是通过汽提固体材料的升华和/或通过汽提固体材料的升华及随后的化学转化而获得的。在本领域中，汽提固体材料通常被称为“助熔剂”。

将汽提固体材料或助熔剂加热以使其升华；它能够随后进行化学转化，例如助熔剂起始分子的分解，从而产生其它不同的分子。在下文中，术语“升华的汽提固体材料”和“汽提固体材料蒸气”将被无差别地用来表示由汽提固体材料的升华产生的产物和/或由汽提固体材料的升华及随后的化学转化产生的产物。

根据本发明的实施方案的实施例，汽提固体材料为卤化物，例如NH₄F。在大气压下使其达到约200℃的温度以引起其升华。NH₄F的化学转化能够例如引起AlF和AlF₃的形成。根据本发明的实施方案的另一实施例，汽提固体材料为K₃AlF₆-KAlF₄，在大气压下使其达到约400℃的温度以引起其升华。这两个汽提固体材料或助熔剂的例子特别适用于铝的汽提。当助熔剂放置于其中的室处于小于大气压的压力下时，升华温度降低。

有利地，通过汽提固体材料的升华和/或通过汽提固体材料的升华及随后的化学转化而获得的蒸气由载气(例如氩气)夹带。载气的使用能够获得载气加上汽提固体材料蒸气的较大的总流率，因此更易于调节流率和压力。

根据本发明的实施方案的实施例，在金属粉末的结核之间循环的载气与所述金属粉末构成流化床。

本发明还包括能够实施上述方法的设备。

该设备包括：汽提固体材料放置于其中的容器，供应能够使汽提固体材料升华的热量的装置，以及能够使汽提固体材料蒸气与金属粉末接触的装置。