申請(qǐng)日2015.09.03
公開(公告)日2015.12.23
IPC分類號(hào)C22C9/04; C02F5/00; C22C45/02; C22C1/08
摘要
本發(fā)明涉及高效水處理的核心部件，通過將該核心部件設(shè)置為多孔的銅合金和多孔的鐵基非晶合金結(jié)合為一體的結(jié)構(gòu)，以及合理限定兩種合金固接方式，同時(shí)對(duì)核心部件的材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，從而使得水處理效率得到大幅度提高。
權(quán)利要求書
1.高效水處理的核心部件，其特征在于，所述水處理的核心部件為多孔結(jié)構(gòu)的銅合金和鐵基非晶合金固接形成的棒材，所述鐵基非晶合金的多孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑為0.2~1.2mm，所述銅合金的多孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑為30~160μm;
所述棒材的中心部位為銅合金棒，在其外部固接有多個(gè)鐵基非晶合金塊體，所述固接為采用金屬絲從鐵基非晶合金塊體內(nèi)部穿過，連接到中心的銅合金棒材上;
所述銅合金棒的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為：Zn：18~22%，Al：2~6%，Ni：3~8%，F(xiàn)e：6~12%，Mn：0.02~0.18%，Mg：1~2%，Zr：0.01~0.1%，RE：0.02~0.18%，余量為Cu和不可避免的雜質(zhì);
所述銅合金微觀結(jié)構(gòu)中平均晶粒直徑為5~25μm;
所述鐵基非晶合金的組分按原子比例為：FeaNibSmcTbdCfBgPhCei，其中a：60~70，b：10~16，c:0.2~0.8，d：0.2~0.8，f：2~5，g：5~15，h：2~5，i：100-a-b-c-d-f-g-h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效水處理核心部件，其特征在于，所述金屬絲為多根，且在鐵基非晶合金和銅合金棒之間還設(shè)置有與金屬絲數(shù)量相同的銅合金微珠，所述金屬絲穿過銅合金微珠，所述銅合金微珠的直徑為金屬絲的5~10倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效水處理核心部件，其特征在于，所述所述銅合金棒微觀結(jié)構(gòu)中β相的體積分?jǐn)?shù)>80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高效水處理核心部件，其特征在于，所述銅合金棒成型之后，經(jīng)過如下熱處理工藝：
1)將銅合金棒置入電阻爐，升溫至550~600℃，保溫2~3.5小時(shí)，然后自然冷卻到室溫;
2)將步驟1)得到的銅合金棒置入到深冷處理箱中，降溫到-80~-120℃，保持溫度18~25min后，出深冷處理箱，恢復(fù)至室溫;
3)將步驟2)得到的銅合金棒置入回火爐，升溫至160~180℃，保溫55~80min，爐冷至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高效水處理核心部件，其特征在于，所述鐵基非晶合金塊體成型之后，經(jīng)過如下熱處理工藝：
1)將鐵基非晶合金棒置入電阻爐，升溫至682~850℃，保溫2~3.5小時(shí)，然后自然冷卻到室溫;
2)將步驟1)得到的鐵基非晶合金棒入到深冷處理箱中，降溫到-80~-120℃，保持溫度25~38min后，出深冷處理箱，恢復(fù)至室溫;
3)將步驟2)得到的鐵基非晶合金棒入回火爐，升溫至120~220℃，保溫50~80min，爐冷至室溫。
說明書
高效水處理的核心部件
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域和合金以及合金熱處理領(lǐng)域，特別是涉及高效水處理的核心部件。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)化大發(fā)展，水體環(huán)境受到極大的挑戰(zhàn)，為了還人類一個(gè)更加自然的水體環(huán)境，目前有很多水處理設(shè)備。紡織企業(yè)以及相類似企業(yè)的廢水處理相對(duì)較難。目前有一些廢水處理設(shè)備使用銅合金作為核心部件，由于其合金表面在水中會(huì)形成不同電位的無數(shù)原電池，在微區(qū)中形成巨大的高能電場(chǎng)，引起水分子產(chǎn)生共振、極化，并消除多余的表面電荷，把氫鍵斷開，使水分子團(tuán)變小，提高了水的活化性和對(duì)水垢的溶解度，減小析出;很少吸附在印染機(jī)械上、紡織品上，減少清洗次數(shù)，易于清洗，節(jié)省大量還原清洗用化學(xué)藥劑和表面活性劑的用量;降低多價(jià)位金屬元素離子的活性，從而避免其對(duì)染料的影響。鐵基非晶合金利用零價(jià)鐵除色功能而被應(yīng)用于印染領(lǐng)域廢水處理中，但是其處理效率相對(duì)較低，常規(guī)的核心部件表面結(jié)構(gòu)為溝槽結(jié)構(gòu)，但是由于其接觸面積相對(duì)較小，從而使得單位成本大幅度提高，目前使用率比較低。常規(guī)的核心部件表面結(jié)構(gòu)為溝槽結(jié)構(gòu)，但是由于其接觸面積相對(duì)較小，處理效果不盡理想，研究人員也有想要設(shè)置為蜂窩結(jié)構(gòu)的，但是由于壁部較薄，容易斷裂，因此到目前還沒有發(fā)現(xiàn)使用蜂窩結(jié)構(gòu)(多孔結(jié)構(gòu))的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出高效水處理的核心部件。
具體通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)：
高效水處理的核心部件，所述水處理的核心部件為多孔結(jié)構(gòu)的銅合金和鐵基非晶合金固接形成的棒材，所述鐵基非晶合金的多孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑為0.2~1.2mm，所述銅合金的多孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑為30~160μm;
所述棒材的中心部位為銅合金棒，在其外部固接有多個(gè)鐵基非晶合金塊體，所述固接為采用金屬絲從鐵基非晶合金塊體內(nèi)部穿過，連接到中心的銅合金棒材上;
所述銅合金棒的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為：Zn：18~22%，Al：2~6%，Ni：3~8%，F(xiàn)e：6~12%，Mn：0.02~0.18%，Mg：1~2%，Zr：0.01~0.1%，RE：0.02~0.18%，余量為Cu和不可避免的雜質(zhì);
所述銅合金微觀結(jié)構(gòu)中平均晶粒直徑為5~25μm;
所述鐵基非晶合金的組分按原子比例為：FeaNibSmcTbdCfBgPhCei，其中a：60~70，b：10~16，c:0.2~0.8，d：0.2~0.8，f：2~5，g：5~15，h：2~5，i：100-a-b-c-d-f-g-h。
作為優(yōu)選，所述金屬絲為多根，且在鐵基非晶合金和銅合金棒之間還設(shè)置有與金屬絲數(shù)量相同的銅合金微珠，所述金屬絲穿過銅合金微珠，所述銅合金微珠的直徑為金屬絲的5~10倍。
作為優(yōu)選，所述銅合金棒微觀結(jié)構(gòu)中β相的體積分?jǐn)?shù)>80%。
所述銅合金棒成型之后，經(jīng)過如下熱處理工藝：
1)將銅合金棒置入電阻爐，升溫至550~600℃，保溫2~3.5小時(shí)，然后自然冷卻到室溫;
2)將步驟1)得到的銅合金棒置入到深冷處理箱中，降溫到-80~-120℃，保持溫度18~25min后，出深冷處理箱，恢復(fù)至室溫;
3)將步驟2)得到的銅合金棒置入回火爐，升溫至160~180℃，保溫55~80min，爐冷至室溫。
所述鐵基非晶合金塊體成型之后，經(jīng)過如下熱處理工藝：
1)將鐵基非晶合金棒置入電阻爐，升溫至682~850℃，保溫2~3.5小時(shí)，然后自然冷卻到室溫;
2)將步驟1)得到的鐵基非晶合金棒入到深冷處理箱中，降溫到-80~-120℃，保持溫度25~38min后，出深冷處理箱，恢復(fù)至室溫;
3)將步驟2)得到的鐵基非晶合金棒入回火爐，升溫至120~220℃，保溫50~80min，爐冷至室溫。
作為優(yōu)選，可以將上述步驟2~3重復(fù)進(jìn)行一次。
所述多孔結(jié)構(gòu)的銅合金棒采用機(jī)械壓制后高溫?zé)Y(jié)而成，多孔結(jié)構(gòu)由機(jī)械壓制前與金屬粉末混合的易高溫?fù)]發(fā)材質(zhì)在高溫?zé)Y(jié)過程中揮發(fā)而形成，通過機(jī)械壓制過程中合理控制不同粒徑易高溫?fù)]發(fā)材質(zhì)的分布位置而將表面處孔徑設(shè)置為大于核心處孔徑。
本發(fā)明的效果在于：
1，通過將多孔的銅合金和多孔的鐵基非晶合金固接而成復(fù)合的水處理棒作為核心部件，使得水處理的效率大大提高，可以從不同角度同時(shí)對(duì)水進(jìn)行處理。
2，通過設(shè)置多孔結(jié)構(gòu)的銅合金棒和多孔結(jié)構(gòu)的鐵基非晶合金作為水處理核心部件的一部分，大幅度的增加了與水的接觸表面積，水處理的效率得到的大幅度提高。
3，通過在二者之間設(shè)置銅合金微珠，使得二者雖然固接，但是對(duì)于水的接觸還是分離的，由于微珠的直徑大大小于鐵基非晶合金的直徑，因此使得鐵基非晶合金的各個(gè)表面均能夠與水接觸，且也沒有占用銅合金與水接觸的面積，從而在同時(shí)多角度對(duì)水進(jìn)行處理的情況下不減小與水的接觸面積。
4，通過合理的組分含量調(diào)整以及合理的熱處理制度的建立，使得銅合金和鐵基非晶合金強(qiáng)度和硬度得到大幅度提高，即使設(shè)置為多孔結(jié)構(gòu)，也不會(huì)局部斷裂而使水中雜質(zhì)增加，同時(shí)也提高了該核心部件的耐用性。
5，通過設(shè)置金屬絲作為固接方式，使得其可拆卸性大大提高，減小了修復(fù)成本。
