CN102230094A

CN102230094A - 镁合金熔炼保护方法

Info

Publication number: CN102230094A
Application number: CN2011101693403A
Authority: CN
Inventors: 蒋斌; 潘复生; 杨青山; 李瑞红; 黄小勇
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: QINGHAI SUNGLOW MAGNESIUM Co Ltd
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: CN102230094B

Abstract

本发明公开了一种镁合金熔炼保护方法，该方法利用某些矿物油低燃点及不与Mg及镁合金中的Al、Zn等常用元素发生化学反应的特性，在合金熔体表面与空气之间形成燃烧隔离层，同时，也不会造成镁及合金元素的烧损，可有效防止加热和熔炼过程中镁合金熔体的氧化和燃烧；另外，矿物油燃烧产物为二氧化碳和水，对环境友好，在高温下，燃烧生成的水成为水蒸气而排出，不会损害镁合金熔体，二氧化碳对镁合金熔体基本是无害的，甚至可起到进一步精炼的作用；与现有技术相比，避免了溶剂和气体保护法中产生的其他杂质影响镁合金的品质，同时，也避免产生腐蚀性气体损坏设备和减少有害气体的排放。

Description

镁合金熔炼保护方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及到一种镁合金的熔炼保护方法。

背景技术

镁合金具有质轻、比强度高、减振性能和电磁屏蔽性能优良等特点，已在国防军工、交通工具、3C产品等领域得到越来越广泛的应用。

镁合金的化学性质活泼，在熔炼过程中易氧化，甚至燃烧。其氧化产物比较疏松，不能覆盖金属基体，导致氧化过程持续进行，严重影响镁合金熔炼过程的顺利实施，也降低了镁合金熔体的品质。为此，在镁合金熔炼过程中，需要熔炼熔剂或气体进行保护。常用的镁合金熔炼熔剂为二号熔剂，该熔剂加入到合金熔体表面时，形成熔融态的薄层，将合金熔体与空气隔离，起到保护的作用。用于镁合金熔炼保护的气体主要是六氟化硫和二氧化碳的混合物，它们将在镁合金熔体表面形成较为致密的氟化镁和硫化镁薄膜，起到隔离空气的作用。但是，熔炼熔剂或保护气体形成的氟化镁和硫化镁等很容易进入合金熔体内部，特别是在合金熔体打渣后的静置过程中，从而降低合金熔体质量。同时，镁合金的熔炼温度一般在680-740℃之间，熔炼熔剂或六氟化硫将部分分解为HCl、HF、SO₂等有害产物，它们具有很强的腐蚀性，对熔炼设备和周边环境将产生严重的影响，另外，六氟化硫具有很强的温室气体效应，也将严重损害环境。

因此，需探索一种镁合金熔炼保护的方法，来替代现有技术中使用溶剂或气体进行保护，以克服溶剂或气体保护所存在的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种镁合金熔炼保护方法，该方法利用煤油燃烧形成镁合金熔体与空气的隔离带，达到保护镁合金熔体、避免损坏设备和减少环境污染的目的。

本发明的镁合金熔炼保护方法，包括以下步骤：

a）熔化：将镁合金原料在200-300℃条件下进行预热，预热完成后加热至680-740℃使原料熔化形成熔体；

b）处理：对步骤a所得的熔体进行保温、搅拌、打渣、合金化或静置处理；

该方法的要点是：在步骤b的处理过程中，将燃点小于或等于680℃且不与镁合金发生化学反应的矿物油滴入坩埚内，滴入位置均匀覆盖熔体表面，保持矿物油在熔体表面的燃烧火焰高度为5-10cm形成隔开熔体与空气的燃烧隔离层。

进一步，所述矿物油为煤油。

发明的有益效果：本发明的镁合金熔炼保护方法，具有以下几个优点：

1）利用如煤油等矿物油不会与Mg及镁合金中的Al、Zn等常用元素发生化学反应的特性，不会造成镁及合金元素的烧损；

2）利用煤油等矿物油的燃点较低的特性，使其滴入到镁合金熔体表面附近时燃烧，使熔体表面附近的空气被消耗掉，从而在合金熔体表面与空气之间形成隔离层，可有效防止加热和熔炼过程中镁合金熔体的氧化和燃烧；

3）矿物油的燃烧产物为二氧化碳和水，对环境友好，在高温下，燃烧生成的水成为水蒸汽而排出，不会损害镁合金熔体；二氧化碳对镁合金熔体基本是无害的，甚至可起到进一步精炼的作用。

4）避免使用现有技术中的溶剂和气体保护方法，从而避免了溶剂和气体保护法中产生的其他杂质影响镁合金的品质，同时，也避免产生腐蚀性气体损坏设备和减少有害气体的排放。

附图说明

图1为矿物油燃烧隔离的原理示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作详细介绍：

实施例1：

熔炼AZ31合金，具体成分为（质量百分比）：Mg：95.70％；Al：2.90％；Zn：1.10％；Mn、Fe、Si、Ni、Cu、Na小于0.30％。熔炼在普通坩埚电阻炉或感应炉内进行。将AZ31合金锭放入低碳钢或不锈钢坩埚内，在200℃下预热20分钟，然后升温至680℃，直至AZ31合金锭完全熔化形成熔体1，然后除去合金熔体1中的熔渣，在除去熔渣的同时，将煤油滴入到坩埚2内，滴入位置均匀覆盖熔体1表面，保持煤油在熔体1表面的燃烧火焰高度为5cm形成隔开熔体1与空气3的燃烧隔离层4。

滴入的矿物油不仅限于煤油，也可是其他燃点小于或等于680℃并且不会与Mg及镁合金中的Al、Zn等常用元素发生化学反应的矿物油。

加热、熔炼和除渣过程熔体没有明显的氧化和燃烧现象出现，熔炼过程平稳顺利。

实施例2：

熔炼AZ31合金，具体成分为（质量百分比）：Mg：95.70％；Al：2.90％；Zn：1.10％；Mn、Fe、Si、Ni、Cu、Na小于0.30％。熔炼在普通坩埚电阻炉或感应炉内进行。将AZ31合金锭放入低碳钢或不锈钢坩埚内，在200℃下预热20分钟，然后升温至720℃，直至AZ31合金锭完全熔化形成熔体1，然后对熔体1进行保温处理，在保温处理的同时，将液体石蜡滴入到坩埚2内，滴入位置均匀覆盖熔体1表面，保持液体石蜡在熔体1表面的燃烧火焰高度为8cm形成隔开熔体1与空气3的燃烧隔离层4。

加热、熔炼和保温处理过程熔体没有明显的氧化和燃烧现象出现，熔炼过程平稳顺利。

实施例3：

熔炼AZ61合金，具体成分为（质量百分比）：Mg：92.70％；Al：5.90％；Zn：1.10％；Mn、Fe、Si、Ni、Cu、Na小于0.30％。熔炼在普通坩埚电阻炉或感应炉内进行。将AZ61合金锭放入低碳钢或不锈钢坩埚内，在200℃下预热20分钟，然后升温至740℃，直至AZ31合金锭完全熔化形成熔体1，然后对熔体1进行合金化处理，在合金化处理的同时，将煤油滴入到坩埚2内，滴入位置均匀覆盖熔体1表面，保持煤油在熔体1表面的燃烧火焰高度为10cm形成隔开熔体1与空气3的燃烧隔离层4。

加热、熔炼和合金化处理过程熔体没有明显的氧化和燃烧现象出现，熔炼过程平稳顺利。

实施例4：

熔炼AZ91合金，具体成分为（质量百分比）：Mg：89.70％；Al：8.90％；Zn：1.10％；Mn、Fe、Si、Ni、Cu、Na小于0.30％。熔炼在普通坩埚电阻炉或感应炉内进行。将AZ91合金锭放入低碳钢或不锈钢坩埚内，在200℃下预热20分钟，然后升温至680℃，直至AZ31合金锭完全熔化形成熔体1，然后除去合金熔体1中的熔渣，在除去熔渣的同时，将煤油滴入到坩埚2内，滴入位置均匀覆盖熔体1表面，保持煤油在熔体1表面的燃烧火焰高度为5cm形成隔开熔体1与空气3的燃烧隔离层4。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种镁合金熔炼保护方法，包括以下步骤：

a）熔化：将镁合金原料在200-300℃条件下进行预热，预热完成后加热至680-740℃使原料熔化形成熔体（1）；

b）处理：对步骤a所得的熔体（1）进行保温、搅拌、打渣、合金化或静置处理；

其特征在于：在步骤b的处理过程中，将燃点小于或等于680℃且不与镁合金发生化学反应的矿物油滴入坩埚（2）内，滴入位置均匀覆盖熔体（1）表面，保持矿物油在熔体（1）表面的燃烧火焰高度为5-10cm形成隔开熔体（1）与空气（3）的燃烧隔离层（4）。

2.根据权利要求1所述的镁合金熔炼保护方法，其特征在于：所述矿物油为煤油。