CN101745269A - 金属镁熔液或者镁合金熔液过滤材料与过滤器 - Google Patents

金属镁熔液或者镁合金熔液过滤材料与过滤器 Download PDF

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张奎
李兴刚
米绪军
熊柏青
李永军
徐玉磊
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Abstract

一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料与过滤器，该过滤材料是由粒径的尺寸为1mm～50mm的氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒所组成。该过滤器是在高铬钢或者低碳钢制成的容器中，均匀地充填有粒径的尺寸为1mm～50mm的氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒，所述的容器分别设有进口和出口，并且在进口处和出口处分别设有遮盖进口和出口的挡板。该过滤器安装在制备金属镁或镁合金的设备中的输送管道上，或者安装在制备金属镁或镁合金的熔炼设备中的输送泵入口或者浇铸出口上，对金属镁熔液或者镁合金熔液中的氧化镁和熔剂等夹杂物的吸附和阻挡作用，使金属镁熔液或者镁合金熔液得到纯净化。

Description

金属镁熔液或者镁合金熔液过滤材料与过滤器
技术领域
本发明涉及一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料与过滤器。
背景技术
镁合金由于具有较小的密度(是实用结构金属中密度最小的一种)使其在许多场合具有十分显著的优势。特别是在航空、航天、以及汽车、摩托车、高速/轻轨列车等交通工具轻量化方面具有难以替代的优势。构件的密度小可以节省能源，在高速运动的场合还具有惯性小的优势，这对于交通工具的启动和制动具有显著作用。
但是金属镁在熔化过程中不可避免地发生氧化燃烧，并且产生的氧化镁等夹杂物弥散悬浮在镁液中。生产实践证明，如果这些夹杂物不彻底去除，将显著降低镁合金力学性能和耐腐蚀性能。
目前金属镁以及镁合金的生产都是采用坩埚炉熔化、覆盖剂保护和精炼剂精炼。覆盖剂的主要作用是减少熔炼过程中金属镁的氧化燃烧；精炼的主要作用是去除熔炼过程中产生的氧化镁以及其它产物等杂质。精炼剂精炼的原理是：碎末状的精炼剂撒到金属镁或者镁合金液面时，精炼剂熔化，在搅拌作用下变成液滴并被带入镁合金熔液内，由于熔融的精炼剂对镁合金熔液中的氧化镁等夹杂物具有良好的润湿和吸附能力，精炼剂液滴吸附氧化镁等夹杂物后体积长大、熔点升高而固化，最后实现金属镁以及镁合金熔液与熔液中的氧化镁等夹杂物分离。在精炼工艺参数控制以及操作正确条件下，绝大部分夹杂和熔剂液滴可以有效地去除，使镁液的洁净度达到标准要求。但是由于在精炼搅拌操作中精炼剂液滴与夹杂物相遇吸附是个随机现象，即使在精炼工艺参数控制和操作正确条件下也不可能彻底清除夹杂物，尤其在精炼工艺参数控制以及操作不当，往往导致夹杂物和熔剂含量超标，从而显著降低镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸附和阻挡金属镁熔液或者镁合金熔液中的夹杂物的过滤材料。
本发明的再一个目的是提供一种吸附和阻挡金属镁熔液或者镁合金熔液中的夹杂物的过滤器，使金属镁熔液或者镁合金熔液得到纯净化。
本发明的又一个目的是提供一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器安装在制备金属镁或镁合金的设备中的应用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料，该过滤材料是由粒径的尺寸为1mm～50mm的氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒所组成。
在本发明的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料中，所述的氧化镁陶瓷颗粒和氧化钙陶瓷颗粒分别是由氧化镁陶瓷制品和氧化钙陶瓷制品破碎而成。
其中，所述的氧化镁陶瓷制品为炼钢用氧化镁砖中的残次品；所述的氧化钙陶瓷制品为氧化钙陶瓷坩埚中的残次品。
一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器，在高铬钢或者低碳钢制成的容器中，均匀地充填有粒径的尺寸为1mm～50mm的氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒，所述的容器分别设有进口和出口，并且在进口处和出口处分别设有遮盖进口和出口的挡板，该挡板是由多孔高铬钢板、多孔低碳钢板、高铬钢丝网和低碳钢丝网中的任意一种制成，其中，多孔高铬钢板和多孔低碳钢板的孔径、及铬钢丝网和低碳钢丝网的网孔径均小于1mm。
在本发明的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器中，容器的形状没有限定，优选是圆筒形状，以便于和管道连接。所述的容器为底部和顶部是敞口的圆筒形状，所述的进口和出口的挡板是与圆筒的内径相同的圆盘。
在本发明的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器中，所述的氧化镁陶瓷颗粒和氧化钙陶瓷颗粒分别是由氧化镁陶瓷制品和氧化钙陶瓷制品破碎而成。
其中，所述的氧化镁陶瓷制品为炼钢用氧化镁砖中的残次品；所述的氧化钙陶瓷制品为氧化钙陶瓷坩埚中的残次品。
本发明的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器的应用，将本发明所述的过滤器安装在制备金属镁或镁合金的设备中的输送管道上，其中，所述的过滤器的进口和出口分别与输送管道相连接；或是将本发明所述的过滤器安装在制备金属镁或镁合金的熔炼设备中的输送泵入口或者浇铸出口上，其中，在所述的过滤器安装在输送泵入口的情况下，过滤器连同输送泵浸没于熔炼坩埚内的金属镁或镁合金熔液中，使过滤器的进口与熔炼坩埚的金属镁或镁合金熔液相连通，过滤器的出口与输送泵入口相连接；在所述的过滤器安装在浇铸出口的情况下，过滤器的进口与浇铸出口相连接，过滤器的出口与铸型的浇铸进口相连接。金属镁熔液或者镁合金熔液在浇注成型前通过本发明的过滤材料制成的过滤装置，达到金属镁以及镁合金熔液的纯净化。
本发明所使用的高铬钢，该高铬钢的铬含量大于13重量％；本发明所使用的低碳钢。该低碳钢的碳含量小于0.25重量％。
本发明的优点是：
本发明的过滤器材质是尺寸在1mm～50mm范围的氧化镁陶瓷颗粒、氧化钙陶瓷颗粒、或者氧化镁陶瓷颗粒与氧化钙陶瓷颗粒的混合物，氧化镁陶瓷颗粒和氧化钙陶瓷颗粒可以是由氧化镁陶瓷或者氧化钙陶瓷制品中的残次品破碎而成，比如炼钢用氧化镁砖中的残次品破碎而成、氧化钙陶瓷坩埚中的残次品破碎而成，这样制成的氧化镁陶瓷颗粒和氧化钙陶瓷颗粒成本低、达到变废为宝的目的，当然也可以由烧制成的氧化镁陶瓷和氧化钙陶瓷破碎而成。本发明是利用氧化镁陶瓷颗粒或者氧化钙陶瓷颗粒对金属镁或者镁合金熔液中的氧化镁和熔剂等夹杂物的吸附和阻挡作用，使金属镁或者镁合金熔液得到纯净化。
附图说明
图1为管道式过滤器的结构分解示意图。其中，1为进口挡板、2为氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒、3为高铬钢或者低碳钢制成的容器、4为出口挡板。
图2为管道式过滤器的结构示意图。其中，1为进口挡板、2为氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒、3为高铬钢或者低碳钢制成的容器、4为出口挡板、5为金属镁或者镁合金熔液入口、6为金属镁或者镁合金熔液出口。
图3为筛网式过滤器的结构分解示意图。其中，1为进口挡板、2为氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒、3为高铬钢或者低碳钢制成的容器、4为出口挡板。
图4为筛网式过滤器的结构示意图。其中，1为进口挡板、2为氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒、3为高铬钢或者低碳钢制成的容器、4为出口挡板、5为金属镁或者镁合金熔液入口、6为金属镁或者镁合金熔液出口。
具体实施方式
如图1～图4所示，管道式过滤器的结构和筛网式过滤器的结构是相同的，其不同点是，筛网式过滤器的直径和长度分别大于管道式过滤器的直径和长度；另一个不同点是，管道式过滤器主要应用在金属镁熔液或者镁合金熔液的输送管道中，而筛网式过滤器主要应用在金属镁熔液或者镁合金熔液的输送泵入口或者浇铸出口上。
如图1～图4所示，本发明的过滤器主要由氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒2，与高铬钢或者低碳钢制成的容器3，和2个高铬钢或者低碳钢制成的挡板1、4构成。各种尺寸(粒径的尺寸为1mm～50mm)的陶瓷颗粒2均匀地充填在高铬钢或者低碳钢制成的容器3中，该容器3分别有一个进口5和一个出口6；2个挡板1、4分别设置在进口5处和出口6处，2个挡板1、4是采用多孔的高铬钢板与低碳钢板或者高铬钢与低碳钢的丝网制成，主要作用是为了防止陶瓷颗粒从入口和出口处脱离该容器。
如图1、图2所示，图1为管道式过滤器的结构分解示意图，图2为管道式过滤器的结构示意图，其中的进口5和出口6分别与输送管道相连接。如图3、图4所示，图3为筛网式过滤器的结构分解示意图，图4为筛网式过滤器的结构示意图，筛网式过滤器的进口5与熔炼坩埚中的金属镁熔液或者镁合金熔液连通，或者筛网式过滤器的进口5与金属镁熔液或者镁合金熔液浇铸出口相衔接；筛网式过滤器的出口6与金属镁熔液或者镁合金熔液的输送泵入口相连接，或者筛网式过滤器的出口6与铸型的浇铸入口相衔接。金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤方法是金属镁熔液或者镁合金熔液在重力或者熔液输送泵压力的作用下，由过滤器的进口5进入，从过滤器出口6流出，利用氧化镁陶瓷颗粒或者氧化钙陶瓷颗粒2对金属镁熔液或者镁合金熔液中的氧化镁和熔剂等夹杂物的吸附和阻挡作用，使金属镁熔液或者镁合金熔液得到纯净化。

Claims (8)

1.一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料，其特征在于：该过滤材料是由粒径的尺寸为1mm～50mm的氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒所组成。
2.根据权利要求1所述的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料，其特征在于：所述的氧化镁陶瓷颗粒和氧化钙陶瓷颗粒分别是由氧化镁陶瓷制品和氧化钙陶瓷制品破碎而成。
3.根据权利要求2所述的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤材料，其特征在于：所述的氧化镁陶瓷制品为炼钢用氧化镁砖中的残次品；所述的氧化钙陶瓷制品为氧化钙陶瓷坩埚中的残次品。
4.一种金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器，其特征在于：在高铬钢或者低碳钢制成的容器中，均匀地充填有粒径的尺寸为1mm～50mm的氧化镁陶瓷颗粒和/或氧化钙陶瓷颗粒，所述的容器分别设有进口和出口，并且在进口处和出口处分别设有遮盖进口和出口的挡板，该挡板是由多孔高铬钢板、多孔低碳钢板、高铬钢丝网和低碳钢丝网中的任意一种制成，其中，多孔高铬钢板和多孔低碳钢板的孔径、及铬钢丝网和低碳钢丝网的网孔径均小于1mm。
5.根据权利要求4所述的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器，其特征在于：所述的容器为底部和顶部是敞口的圆筒形状，所述的进口和出口的挡板是与圆筒的内径相同的圆盘。
6.根据权利要求4或5所述的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器，其特征在于：所述的氧化镁陶瓷颗粒和氧化钙陶瓷颗粒分别是由氧化镁陶瓷制品和氧化钙陶瓷制品破碎而成。
7.根据权利要求6所述的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器，其特征在于：所述的氧化镁陶瓷制品为炼钢用氧化镁砖中的残次品；所述的氧化钙陶瓷制品为氧化钙陶瓷坩埚中的残次品。
8.权利要求4所述的金属镁熔液或者镁合金熔液的过滤器的应用，其特征在于：将权利要求4所述的过滤器安装在制备金属镁或镁合金的设备中的输送管道上，其中，所述的过滤器的进口和出口分别与输送管道相连接；或是将权利要求4所述的过滤器安装在制备金属镁或镁合金的熔炼设备中的输送泵入口或者浇铸出口上，其中，在所述的过滤器安装在输送泵入口的情况下，过滤器连同输送泵浸没于熔炼坩埚内的金属镁或镁合金熔液中，使过滤器的进口与熔炼坩埚的金属镁或镁合金熔液相连通，过滤器的出口与输送泵入口相连接；在所述的过滤器安装在浇铸出口的情况下，过滤器的进口与浇铸出口相连接，过滤器的出口与铸型的浇铸进口相连接。
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