论文部分内容阅读
高温合金零件生产过程中废品率很高，资源浪费很大。高温合金废料中含有Ni、Co、W、Mo、Ta等稀有贵重金属元素，尤其是第二代单晶高温合金中含有大量战略稀有金属Re，具有非常高的回收利用价值。但是我国高温合金废料的回收利用还处在一个较低的水平，因此采用湿法冶金技术回收利用高温合金废料成为当前一个重要的课题。 电化学溶解处理是湿法冶金回收高温合金废料过程中的关键环节，本项目通过前期探索Ni/Co/Ta/Re四元模型合金，研究电化学溶解过程中不同电流密度、溶液温度、电解液成分、搅拌速度等工艺条件对含Re高温合金溶解过程的影响。研究结果表明电化学溶解最佳工艺条件为:电流密度500-700A/m2;温度40-50℃;电解液为盐酸和硝酸的混合酸，体积比为硝酸与盐酸比为6∶1;无搅拌即可。 对四元模型合金采用失重法、EPMA、XRD等分析测量手段来探究电化学溶解过程中的溶解机制。结果表明:四元模型合金在电化学和化学溶解的双重作用下发生溶解，合金中易于溶解的元素Ni、Co、Re先溶解进入电解液，Ta很难溶解到溶液中，通过增加电解液的氧化性成分可以将Ta元素转变成氧化物，从而促进其进入阳极泥中，提高四元模型合金的溶解速度。 对一种含有3wt.％的第二代单晶高温合金废料采用失重法、电化学测量法、SEM、XRD等分析测量手段来探究电化学溶解过程中的溶解行为。结果表明:该合金在盐酸体积比较大的混合酸电解液中的电化学溶解速率更高。通过表面形貌和成分分析发现这种第二代单晶高温合金在强氧化性介质中，表面会形成氧化物保护层，该氧化物层抑制合金的溶解速度。进一步分析发现这层氧化物主要为Cr氧化物和Al氧化物。针对这种结果，本工作提出采用高盐酸含量电解液进行“破钝化”电解，从而提高电解速度。实验结果证明这种方法现实有效。