本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬粒的形成方法及制備金屬粒的裝置。

背景技術(shù)：

在金屬加工領(lǐng)域中，需要將整個(gè)金屬塊體加工成金屬粒應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

如，將鋁塊體加工成鋁粒，應(yīng)用于高純鋁活化直接水解法制備氧化鋁的過(guò)程中。在高純鋁活化直接水解法制備氧化鋁的過(guò)程中，采用鋁粒作為反應(yīng)的原料之一，能夠增加反應(yīng)接觸面積，提高反應(yīng)效率。當(dāng)所述氧化鋁用于純度為99.999％以上藍(lán)寶石制備時(shí)，需要使得氧化鋁的純度較高，此時(shí)需要所述鋁粒的純度也較高。

另外，在制備金屬粒的過(guò)程中，需要滿足工藝效率高的要求。

然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的金屬粒的純度和金屬粒的生產(chǎn)效率難以同時(shí)得到保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種金屬粒的形成方法及制備金屬粒的裝置，以保證金屬粒的純度，且提高工藝效率。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬粒的形成方法，包括：提供金屬原材料和保溫容器，所述保溫容器的底部具有開(kāi)孔；將所述金屬原材料熔化，形成金屬熔化液；將所述金屬熔化液澆注于所述保溫容器中，使所述金屬熔化液從所述開(kāi)孔中滴出，形成分立的金屬液滴；將所述金屬液滴凝固，形成金屬粒。

可選的，所述金屬原材料為鋁原材料或銅原材料。

可選的，所述金屬原材料的純度為4n5～6n。

可選的，采用熔化爐將所述金屬原材料熔化。

可選的，所述熔化爐為真空爐、電阻爐或感應(yīng)爐。

可選的，當(dāng)所述金屬原材料為鋁原材料時(shí)，所述熔化爐中的溫度為760攝氏度～820攝氏度。

可選的，當(dāng)所述金屬原材料為銅原材料時(shí)，所述熔化爐中的溫度為1200攝氏度～1280攝氏度。

可選的，當(dāng)所述金屬原材料為鋁原材料時(shí)，所述保溫容器中的保溫溫度為710攝氏度～750攝氏度。

可選的，當(dāng)所述金屬原材料為銅原材料時(shí)，所述保溫容器中的保溫溫度為1150攝氏度～1200攝氏度。

可選的，所述開(kāi)孔的底部開(kāi)口小于等于頂部開(kāi)口。

可選的，所述開(kāi)孔的底部開(kāi)口的尺寸為0.5mm～1mm。

可選的，相鄰開(kāi)孔之間的距離至少為20mm。

可選的，所述開(kāi)孔的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。

可選的，將所述金屬液滴凝固的方法包括：提供收集器；將所述收集器置于所述保溫容器的下方；所述金屬液滴滴落在所述收集器中，從而凝固形成金屬粒。

可選的，所述收集器與所述保溫容器的底部表面的距離為20mm～60mm。

可選的，所述收集器為可旋轉(zhuǎn)的金屬盤(pán)或者金屬傳送帶。

可選的，還包括：對(duì)所述金屬粒進(jìn)行清洗處理。

可選的，所述清洗處理的方法包括：采用異丙醇溶液或乙醇中的一種或其組合清洗所述金屬粒。

可選的，所述清洗處理的方法包括：采用硝酸與氫氟酸的混合溶液清洗所述金屬粒。

本發(fā)明還提供一種制備金屬粒的裝置，包括：熔化爐，所述熔化爐適于將金屬原材料熔化為金屬熔化液；保溫容器，所述保溫容器的底部具有開(kāi)孔， 所述保溫容器適于容置所述金屬熔化液，所述開(kāi)孔作為金屬融化液從保溫容器中滴落形成金屬液滴的通道；收集器，所述收集器適于將所述金屬液滴凝固為金屬粒并收集所述金屬粒

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明將金屬原材料熔化為金屬融化液，然后將金屬融化液從保溫容器的開(kāi)孔中滴落的方式形成金屬液滴，之后將所述金屬液滴冷卻形成金屬粒，避免了需要采用機(jī)械加工的方法形成金屬粒，從而避免了在形成金屬粒的過(guò)程中機(jī)械作用力作用于金屬粒；由于沒(méi)有機(jī)械作用力作用于金屬粒，一方面減少了雜質(zhì)的來(lái)源，從而保證了金屬粒的純度，另一方面，降低了雜質(zhì)進(jìn)入金屬粒的深度，利于后續(xù)清洗，從而提高了工藝效率。

另外，金屬融化液從保溫容器的開(kāi)孔中滴落可在較短的時(shí)間完成，降低了形成金屬粒需要的時(shí)間，從而提高了工藝效率。

進(jìn)一步的，對(duì)所述金屬粒進(jìn)行清洗處理，去除金屬粒表面的雜質(zhì)，以進(jìn)一步提高金屬粒的純度；同時(shí)，由于金屬粒表面的雜質(zhì)較少，無(wú)需采用較多周期的重復(fù)清洗，效率較高；且由于避免了機(jī)械加工的方法形成金屬粒，少量的雜質(zhì)不會(huì)嵌入金屬粒，因而降低了清洗難度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中金屬粒形成過(guò)程的流程圖；

圖2至圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例中金屬粒形成過(guò)程的實(shí)施示意圖。

具體實(shí)施方式

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)中形成的金屬粒的純度和金屬粒的生產(chǎn)效率難以同時(shí)得到保證。

一實(shí)施例中，金屬粒的形成方法為：提供金屬原材料；依次沖壓和剪切所述金屬原材料，形成金屬粒；對(duì)所述金屬粒進(jìn)行清洗。

研究發(fā)現(xiàn)，上述實(shí)施例中，主要采用機(jī)械加工的工藝(如沖壓和剪切工藝)形成金屬粒。在形成每個(gè)金屬粒時(shí)，機(jī)械加工工藝采用的刀具均需要和金屬原材料接觸，且機(jī)械加工工藝采用的刀具對(duì)金屬原材料產(chǎn)生壓力，使得 容易給金屬粒引入較多的雜質(zhì)元素。由于引入的雜質(zhì)元素較多，需要對(duì)金屬粒進(jìn)行多次清洗，以去除雜質(zhì)元素，效率較低。且生產(chǎn)所述金屬粒采用的機(jī)械加工工藝，如沖壓和剪切工藝均需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，進(jìn)一步的降低了工藝效率。

此外，在采用機(jī)械加工工藝形成金屬粒的過(guò)程中，容易使得雜質(zhì)嵌入金屬粒內(nèi)，增加了清洗的難度。清洗難度增加也會(huì)增加清洗的時(shí)間。

上述實(shí)施例中，金屬粒的純度和金屬粒的生產(chǎn)效率難以同時(shí)得到保證。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種金屬粒的形成方法，參考圖1，包括步驟：

步驟s01，提供金屬原材料和保溫容器，所述保溫容器的底部具有開(kāi)孔；

步驟s02，將所述金屬原材料熔化，形成金屬熔化液；

步驟s03，將所述金屬熔化液澆注于所述保溫容器中，使所述金屬熔化液從所述開(kāi)孔中滴出，形成分立的金屬液滴；

步驟s04，將所述金屬液滴凝固，形成金屬粒。

所述金屬粒的形成方法能夠保證金屬粒的純度，且提高工藝效率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

參考圖2，提供金屬原材料100。

所述金屬原材料100為后續(xù)形成金屬粒的初始材料來(lái)源，所述金屬原材料100選擇的材料根據(jù)實(shí)際需要確定。

所述金屬原材料100可以為鋁原材料或銅原材料。

所述金屬原材料100的純度大于4n5。

具體的，所述金屬原材料100的純度為5n或6n，其中，5n表示純度為99.999％，而6n表示純度為99.9999％。

參考圖3，提供保溫容器200，所述保溫容器200的底部具有開(kāi)孔201。

所述保溫容器200適于后續(xù)容置金屬融化液，并使金屬融化液從開(kāi)孔201中滴落。

所述保溫容器200的材料可以為碳化硅、氧化硅和氧化鋁的混合材料，使得所述保溫容器200具有耐高溫和保溫作用好的優(yōu)點(diǎn)。

所述保溫容器200的表面還可以涂覆隔離層，所述隔離層的作用為：(1)后續(xù)金屬熔化液澆注于所述保溫容器中后，防止保溫容器200中的雜質(zhì)元素進(jìn)入金屬融化液中；(2)所述隔離層的表面光滑，避免金屬融化液粘附在保溫容器200的表面。

所述隔離層的材料可以為氮化硼。當(dāng)后續(xù)保溫容器200容置的金屬融化液為鋁融化液時(shí)，所述隔離層的材料還可以為氧化鋁。

所述保溫容器200具有保溫溫度，使得后續(xù)金屬融化液澆注在保溫容器200中后，不會(huì)將金屬融化液凝固。

具體的，采用加熱裝置提供給保溫容器200熱量，使得保溫容器200具有保溫溫度。所述加熱裝置可以為電阻絲或液化石油氣噴燈。

所述保溫容器200的底部具有開(kāi)孔201。所述開(kāi)孔201作為后續(xù)金屬融化液從保溫容器200中向下滴落的通道。

所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口小于等于頂部開(kāi)口。在一個(gè)實(shí)施例中，所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口小于頂部開(kāi)口，所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸為a，所述開(kāi)孔201的頂部開(kāi)口的尺寸為b，a小于等于b；在另一個(gè)實(shí)施例中，所述開(kāi)孔的底部開(kāi)口等于頂部開(kāi)口。

本實(shí)施例中，所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口小于頂部開(kāi)口，使得后續(xù)待形成金屬粒后，對(duì)所述保溫容器200的清洗更為方便，具體的，對(duì)開(kāi)孔201的清洗更為方便。

所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸a為0.5mm～1mm。所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸a選擇此范圍的意義為：若所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸a小于0.5mm，導(dǎo)致后續(xù)開(kāi)孔201對(duì)金屬融化液造成阻塞，金屬融化液難以從開(kāi)孔201中順利滴出；若所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸a大于1mm，將導(dǎo)致后續(xù)金屬融化液容易從開(kāi)孔201連續(xù)流出，不能形成分立的金屬液滴。

所述開(kāi)孔201的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。所述開(kāi)孔201的數(shù)量為一 個(gè)或多個(gè)。

當(dāng)所述開(kāi)孔201的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，有利于后續(xù)在不同的開(kāi)孔201中同時(shí)形成金屬液滴，增加工藝的效率。

當(dāng)所述開(kāi)孔201的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，相鄰開(kāi)孔201之間的距離至少為20mm，好處為：由于后續(xù)金屬液滴從所述開(kāi)孔201中滴落后，金屬液滴與收集器發(fā)生碰撞會(huì)引起金屬液滴變形，在平行于金屬液滴與收集器的碰撞面上，金屬液滴的尺寸會(huì)變大，容易引發(fā)從相鄰開(kāi)孔201中滴落到收集器中的金屬液滴之間部分重合，難以形成分立的金屬粒；相鄰開(kāi)孔201之間的距離至少為20mm，能夠有效的避免從相鄰開(kāi)孔201中滴落到收集器中的金屬液滴在收集器中重合，從而避免金屬粒部分重合。具體的，相鄰開(kāi)孔201之間的距離可以為20mm～40mm。

參考圖4，將所述金屬原材料100(參考圖2)熔化，形成金屬熔化液101。

本實(shí)施例中，采用熔化爐300將所述金屬原材料100熔化，具體的，將所述金屬原材料100置于熔化爐300中進(jìn)行熔化，形成金屬熔化液101。

所述熔化爐300為真空爐、電阻爐或感應(yīng)爐。

所述熔化爐300達(dá)到的溫度需要能夠?qū)⑺鼋饘僭牧?00熔化。若所述熔化爐300中的溫度過(guò)低，導(dǎo)致不能將所述金屬原材料100熔化；若所述熔化爐300中的溫度過(guò)高，導(dǎo)致工藝?yán)速M(fèi)，且需要提高相應(yīng)的熔化爐300對(duì)溫度的承受能力。另外，考慮到后續(xù)澆注金屬熔化液101的過(guò)程中，會(huì)有部分熱量散發(fā)，而澆注后的金屬熔化液101需要具有保溫溫度，故熔化爐300中的溫度會(huì)高于保溫溫度。

綜上所述，所述熔化爐300需要選擇合適范圍的溫度，且針對(duì)不同的金屬原材料100，熔化爐300需要的溫度不同。當(dāng)所述金屬原材料100為鋁原材料時(shí)，設(shè)定所述熔化爐300中的溫度為760攝氏度～820攝氏度；當(dāng)所述金屬原材料為銅原材料時(shí)，設(shè)定所述熔化爐300中的溫度為1200攝氏度～1280攝氏度。

參考圖5，將所述金屬熔化液101澆注于所述保溫容器200中，使所述金屬熔化液101從所述開(kāi)孔201(參考圖3)中滴出，形成分立的金屬液滴102。

所述保溫容器200的保溫溫度為保溫容器200中的金屬融化液101提供恒定的熱量，使得保溫容器200中的金屬融化液具有保溫溫度。且需要使得在澆注金屬熔化液101于保溫容器200的初始瞬間，不會(huì)將金屬熔化液101凝固而堵塞開(kāi)孔201，所述保溫溫度需要至少高于金屬原材料100的熔點(diǎn)50攝氏度。另外，所述保溫溫度的選擇需要使得保溫容器200中的金屬熔化液101具有合適的黏度。若保溫溫度過(guò)大，導(dǎo)致保溫容器200中的金屬熔化液101的黏度過(guò)小，金屬熔化液101容易從開(kāi)孔201中連續(xù)流出；若保溫溫度過(guò)小，導(dǎo)致保溫容器200中的金屬熔化液101的黏度過(guò)大，不能順利的從開(kāi)孔201中滴出。再次，所述保溫溫度最高值的設(shè)定需要考慮工藝成本。

綜上所述，所述保溫溫度需要選擇合適范圍的溫度，且根據(jù)不同的金屬原材料100而設(shè)定。當(dāng)所述金屬原材料100為鋁原材料時(shí)，所述保溫容器200中的保溫溫度為710攝氏度～750攝氏度，當(dāng)所述金屬原材料100為銅原材料時(shí)，所述保溫容器200中的保溫溫度為1150攝氏度～1200攝氏度。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)所述金屬原材料100為鋁原材料時(shí)，若保溫溫度高于750攝氏度，導(dǎo)致保溫容器200中的金屬熔化液101中的含氫量過(guò)高，所述金屬熔化液101中的氫元素的來(lái)源為空氣中水氣和對(duì)熔化爐300清洗后殘留的水，后續(xù)將對(duì)應(yīng)形成的所述金屬液滴凝固的過(guò)程中，所述氫元素釋放，導(dǎo)致形成的金屬粒的內(nèi)部具有大量的孔，金屬粒的形貌較差。而本實(shí)施例中，當(dāng)所述金屬原材料100為鋁原材料時(shí)，將保溫容器200中的保溫溫度控制在750攝氏度以下，能夠避免金屬粒內(nèi)部出現(xiàn)較多的氣孔，使形成的金屬粒的形貌較好。

所述金屬熔化液101能夠從所述開(kāi)孔201中滴出而形成分立的金屬液滴102，一方面與所述保溫容器200中金屬熔化液101的黏度有關(guān)，另一方面與所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸有關(guān)。而所述保溫容器200中金屬熔化液101的黏度主要由保溫容器200的保溫溫度決定，關(guān)于保溫容器200的保溫溫度與形成分立的金屬液滴102的關(guān)系在前述內(nèi)容已經(jīng)做出說(shuō)明。關(guān)于所述開(kāi)孔201的底部開(kāi)口的尺寸與形成分立的金屬液滴102的關(guān)系在前述內(nèi)容已經(jīng)做出說(shuō)明。不在詳述。

參考圖6，將所述金屬液滴102凝固，形成金屬粒103。

具體的，將所述金屬液滴102凝固的方法包括：提供收集器400；將所述收集器400置于所述保溫容器200的下方；所述金屬液滴102滴落在所述收集器400中，從而凝固形成金屬粒103。

本實(shí)施例中，形成的金屬粒103的大小可以達(dá)到2mm～12mm。

所述收集器400可以為可旋轉(zhuǎn)的金屬盤(pán)、也可以為金屬傳送帶。當(dāng)所述收集器400選擇可旋轉(zhuǎn)的金屬盤(pán)或金屬傳送帶時(shí)，避免從同一開(kāi)孔201中滴落的金屬粒103均落在收集器400的同一個(gè)位置，錯(cuò)開(kāi)從同一開(kāi)孔201中滴落的金屬粒103滴落在收集器400的位置。

所述收集器400與所述保溫容器200的底部表面的距離需要選擇合適的范圍。若所述收集器400與所述保溫容器200的底部表面的距離小于20mm，導(dǎo)致當(dāng)前滴落在收集器400中的金屬液滴102和從同一開(kāi)孔201中滴落的前一金屬液滴102之間的距離過(guò)小，使得從同一開(kāi)孔201中滴落在收集器400中的相鄰兩金屬液滴102之間的隔間時(shí)間過(guò)小，收集器400來(lái)不及傳送金屬液滴102凝固形成的金屬粒103，導(dǎo)致金屬液滴102會(huì)滴落在金屬粒103的部分表面；若所述收集器400與所述保溫容器200的底部表面的距離大于60mm，導(dǎo)致收集器400與所述保溫容器200的底部表面的距離過(guò)大，金屬液滴102滴落在收集器400的瞬間具有的動(dòng)能過(guò)大，容易將形成的金屬粒103打碎。故本實(shí)施例中，所述收集器400與所述保溫容器200的底部表面的距離選擇為20mm～60mm。

另外，在收集器400的表面形成油膜，使得金屬粒103形成后與收集器400的粘合力較小，從而使得所述金屬粒103容易從收集器400的表面脫離。

所述油膜可以為脫膜油，如蓖麻油。

所述收集器400的材料為金屬，如不銹鋼。

另外，當(dāng)連續(xù)作業(yè)凝固金屬液滴102時(shí)，收集器400的溫度可能過(guò)高，金屬液滴102凝固需要的時(shí)間較長(zhǎng)。為了避免連續(xù)凝固金屬液滴102時(shí)導(dǎo)致的收集器400的溫度過(guò)高，采用冷卻裝置為收集器400進(jìn)行降溫。所述冷卻裝置中的冷卻液為可以為水。

本實(shí)施例中，將金屬融化液從開(kāi)孔中滴落的方法形成金屬粒，避免了需 要采用機(jī)械加工的方法形成金屬粒，從而避免了在形成金屬粒的過(guò)程中機(jī)械作用力作用于金屬粒；由于沒(méi)有機(jī)械作用力作用于金屬粒，一方面減少了雜質(zhì)的來(lái)源，從而保證了金屬粒的純度，另一方面，降低了雜質(zhì)進(jìn)入金屬粒的深度，利于后續(xù)清洗，從而提高了工藝效率。

另外，金屬融化液從保溫容器的開(kāi)孔中滴落可在較短的時(shí)間完成，降低了形成金屬粒需要的時(shí)間，從而提高了工藝效率。

第二實(shí)施例

第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于：形成金屬粒后，對(duì)所述金屬粒進(jìn)行清洗處理，以進(jìn)一步的提高金屬粒的純度。

本實(shí)施例中，對(duì)所述金屬粒進(jìn)行清洗處理，去除金屬粒表面的雜質(zhì)，以進(jìn)一步提高金屬粒的純度；同時(shí)，由于金屬粒表面的雜質(zhì)較少，無(wú)需采用較多周期的重復(fù)清洗，效率較高；且由于避免了機(jī)械加工的方法形成金屬粒，少量的雜質(zhì)不會(huì)嵌入金屬粒，因而降低了清洗難度。

具體的，采用清洗液對(duì)金屬粒進(jìn)行清洗處理。

若金屬粒接觸到油污染物，如油膜材料，需要去除金屬粒表面接觸到油污染物，采用的清洗液為醇類有機(jī)物溶液，如異丙醇溶液、乙醇溶液或者其組合，所述異丙醇溶液中異丙醇的質(zhì)量百分比濃度為99.99％，所述乙醇溶液中乙醇的質(zhì)量百分比濃度為99.99％。

若金屬粒表面具有金屬雜質(zhì)，采用的清洗液可以為硝酸與氫氟酸的混合溶液，能夠去除金屬雜質(zhì)，硝酸的體積百分比濃度為2％～8％，氫氟酸的體積百分比濃度為0.5％～1％。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述清洗處理的方法為：依次采用自來(lái)水、異丙醇溶液、硝酸與氫氟酸的混合溶液、以及純水清洗所述金屬粒。

采用所述自來(lái)水清洗金屬粒，能夠潤(rùn)濕金屬粒的表面，對(duì)金屬粒進(jìn)行預(yù)清洗；采用純水清洗金屬粒，將殘余在金屬粒表面的異丙醇、硝酸與氫氟酸去除。

所述清洗處理采用的工藝可以為氣體噴射工藝。

所述氣體噴射工藝指的是：通過(guò)氣泵給予清洗液動(dòng)力，且在清洗液流動(dòng)的管道前端的噴頭中具有通入高壓氣體的通道，將高壓氣體通過(guò)所述通道施加給所述清洗液，將所述清洗液噴射在金屬粒表面，使得所述清洗液對(duì)金屬粒表面產(chǎn)生高的沖擊力。氣體噴射工藝采用的高壓氣體可以為n2，n2的流量可以為4000sccm～80000sccm。

所述清洗處理采用的工藝也可以為：將金屬粒放置于清洗液中，采用攪拌的方式使金屬粒和清洗液充分接觸，以達(dá)到清洗的目的。

第三實(shí)施例

本實(shí)施例提供一種制備金屬粒的裝置，包括：熔化爐300(參考圖4)，所述熔化爐300適于將金屬原材料熔化為金屬熔化液；保溫容器200(參考圖3)，所述保溫容器200的底部具有開(kāi)孔201(參考圖3)，所述保溫容器200適于容置所述金屬熔化液，所述開(kāi)孔201作為金屬融化液從保溫容器200中滴落形成金屬液滴的通道；收集器400(參考圖6)，所述收集器400適于將所述金屬液滴凝固為金屬粒并收集所述金屬粒。

關(guān)于所述熔化爐300、保溫容器200和收集器400的說(shuō)明參照第一實(shí)施例，不再詳述。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。