CN100398680C - 一种耐热镁合金用熔剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐热镁合金用熔剂，应用于耐热镁合金熔炼过程中的熔体保护，熔体的除杂，造渣。其特征在于其熔剂的重量百分比组成为NaCl：5%～10%；CaF2：5%～12%；Na3AlF6：5%～15%；CaCl2：10%～20%；MgCO3：0%～5%；H3BO4：0%～3%，余量为KCl。本发明的熔剂生产工艺简单，成本低廉，覆盖剂在铺展性能好，在合金熔化过程中可以有效地保护合金熔体不被氧化，减少了合金在氧化烧损，精炼剂与合金有合适的密度差，精炼时使用本精炼剂可以有效地去除合金中的杂质，并使杂质与合金很好地分离，提高了合金的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热镁合金用熔剂，应用于耐热镁合金熔炼过程中的熔体保护，熔体的除杂，造渣。
技术背景
镁是实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小，比强度比刚性高，导电导热性能优，电磁屏蔽性好和可回收性等特点，被认为是塑料、钢铁和铝合金材料的理想替代产品。
耐热镁合金最早主要用于国防工业和航空航天领域，近年来随着汽车减重的要求，汽车传动系统的应用成为其扩大应用的巨大推动力。
镁是一种非常活泼的金属，与氧的亲和力很大，其表面层的致密系数小于1(0.74g/cm3)，因此很容易被氧化。耐热镁合金中一般都含有钙和稀土类元素，熔炼温度较普通镁合金的熔炼温度高，熔炼过程中更容易出现氧化烧损，因此在进行此类合金的熔炼时，熔剂不但要起到防止合金熔体的氧化、燃烧，对合金中的夹杂物起到良好的除杂、除渣作用，同时还应不与加入的合金元素钙及稀土发生反应，减少此类合金元素的氧化烧损，提高元素的实收率。
镁合金熔炼过程中常用的熔剂是MgCl2-KCl混合熔盐体系，该体系的物理化学性质可以满足镁及普通合金熔炼的要求，但不能满足耐热镁合金的要求，因其主要成分MgCl2会和耐热合金元素起化学反应，使合金元素的实收率大为降低。虽然目前针对稀土元素镁合金熔炼有不含MgCl2的RJ-6牌号的熔剂，但该牌号熔剂含有14～16(mass)％的BaCl2，尽管BaCl2是较好的加重剂，但因其具有毒性，对环境有害。
发明内容
本发明的目的在于针对耐热镁合金熔炼的特殊性，提供一种专用熔剂，使该熔剂在熔炼过程中不但可以有效地保护镁合金熔体不被氧化，同时可以在精炼过程中对熔体中的夹杂物具有良好的润湿性和吸附能力，并与金属熔体有一定的比重差，可以很好地将杂质去除，而且不与加入的合金元素发生反应，不影响合金元素的实收率，另外，该熔剂还要具有原料来源广泛，制备工艺简单，价格低廉，使用该熔剂对环境无污染，不增加耐热镁合金的生产成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种耐热镁合金用熔剂，其特征在于其熔剂的重量百分比组成为NaCl：5％～10％；CaF2：5％～12％；Na3AlF6：5％～15％；；CaCl2：10％～20％；MgCO3：0％～5％；H3BO4：0％～3％，余量为KCl。
本发明熔剂的生产方法是：将铁制坩埚加热到250～300℃，将KCl、NaCl、Na3AlF6、CaCl2按比例混合均匀加入到坩埚内，待该混合物全部熔化后，升温到720～760℃，机械搅拌均匀，静置10分钟，待无烟气溢出，浇注成块，冷却后用粉碎机粉碎，用0.6～0.355mm筛子筛分，加入比例的CaF2粉末，搅拌均匀，分别密封包装。
本发明提出的耐热镁合金专用熔剂，具有较大的表面张力，在镁合金熔化过程中可以在熔体表面形成连续致密的保护膜，使合金熔体与空气和水汽隔绝，减少了镁合金的调温氧化烧损和吸气，在精炼过程中对熔体中的夹杂物具有较强的湿润吸附作用，与镁熔体具有一定的比重差，造渣能力强，能有效地去除合金熔体中的金属及非金属杂质，对熔体具有良好的净化作用，该熔剂还具有原料来源广泛，生产工艺简单，生产成本低廉，使用该熔剂不会增加耐热镁合金的生产成本的特点。
具体实施方式
一种耐热镁合金用熔剂，其熔剂的重量百分比组成为NaCl：5％～10％；CaF2：5％～12％；Na3AlF6：5％～15％；；CaCl2：10％～20％；MgCO3：0％～5％；H3BO4：0％～3％，余量为KCl。
以下通过具体实例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
耐热镁合金覆盖剂组分及质量百分比：KCl：55％；NaCl：10％；CaF2：5％；Na3AlF6：5％，CaCl2：20％；MgCO3：5％。
制备工艺：铁制坩埚升温到300℃左右，将预先称好且混合均匀的KCl；NaCl；CaF2；Na3AlF6；CaCl2，加入坩埚，继续升温，待混合物全部熔化后，升温至740～750℃，搅拌均匀，静置约10分钟，使熔体中不再有明显的气体溢出，浇注成块。用粉碎机进行粉碎，用0.6mm筛进行筛分，分别加入粉状CaF2，混合均匀，分别进行密封包装。
熔炼耐热镁合金时，待坩埚升温到200～250℃，将块状熔剂2％～5(wt)％放在坩埚底部，加入主合金元素，并将密封的粉熔剂加3％MgCO3混合均匀，按2％～3％左右撒在合金表面，防止合金在熔化过程中氧化，侍合金全熔化后，加入该熔剂，使合金表面形成一层连续致密的保护膜。该保护膜可以有效地保护镁合金在熔炼过程中不被氧化。
实施例2
耐热镁合金精炼剂组分及质量百分比：KCl：50％；NaCl：10％；CaF2：10％；NaAlF6：15％；CaCl2：15％。
制备工艺：铁制坩埚升温到300℃左右，将预先称好且混合均匀的KCl；NaCl；CaF2；NaAlF6；CaCl2，加入坩埚，继续升温，待混合物全部熔化后，升温至740～750℃，搅拌均匀，静置约10分钟，使熔体中不再有明显的气体溢出，浇注成块。用粉碎机进行粉碎，用0.355mm筛进行筛分，加入粉状CaF2，混合均匀，密封包装。
熔炼耐热镁合金时，在熔化过程中首先按实例1对合金进行保护，防止合金在熔化过程中的氧化燃烧，当合金主元素和合金元素全部熔化后，升温到740～750℃左右，对合金进行精炼处理，在精炼过程中，随着搅拌的进行，要不断地将本熔剂均匀喷撒到合金液表面，精炼15～20分钟后，停止搅拌，在合金表面撒上覆盖剂保护合金在静置的过程中不被氧化。静置20～30分钟后，渣与合金可以很好地分离。
实施例3
耐热镁合金覆盖剂组分及质量百分比：KCl::47％；NaCl::10％；CaF2：5％；NaAlF6：15％，CaCl2：20％；H3BO4：3％。
制备工艺：铁制坩埚升温到300℃左右，将预先称好且混合均匀的KCl；NaCl；CaF2；NaAlF6；CaCl2，加入坩埚，继续升温，待混合物全部熔化后，升温至740～750℃，搅拌均匀，静置约10分钟，使熔体中不再有明显的气体溢出，浇注成块。用粉碎机进行粉碎，用0.355mm筛进行筛分，加入粉状CaF2，混合均匀，密封包装。
熔炼耐热镁合金过程中，按实例1和实例2对合金进行熔化和精炼处理后，静置降温到710℃左右进行浇铸，在浇铸过程中，为防止合金出现氧化，将本实例制得的粉熔剂与3％的H3BO4混合均匀，按1％左右的比例均匀撒在合金表面，可以有效地保护合金表面不被氧化，在整个浇铸过程中不会出现氧化烧损；同时合金表面的熔剂流动性好，与合金分离容易。
Claims (2)
1.一种耐热镁合金用熔剂，其特征在于熔剂的重量百分比组成为NaCl：5％～10％；CaF2：5％～12％；Na3AlF6：5％～15％；CaCl2：10％～20％；MgCO3：0％～5％；H3BO4：0％～3％，余量为KCl。
2.根据权利要求1所述的一种耐热镁合金用熔剂的制备方法，其特征在于熔剂的制备过程为将铁制坩埚加热到250～300℃，将KCl、NaCl、Na3AlF6、CaCl2按上述比例混合均匀加入到坩埚内，待该混合物全部熔化后，升温到720～760℃，机械搅拌均匀，静置10分钟，待无烟气溢出，浇注成块，冷却后用粉碎机粉碎，用0.6～0.355mm筛子筛分，加入上述比例的CaF2粉末，搅拌均匀，分别密封包装。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |