CN105400972A - 一种镁合金熔炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镁合金熔炼工艺，本发明在镁合金熔炼过程中，用CHClF2、CO2、氩气的保护气体和氯化镁、碳酸镁、三氟甲基磺酸镁、碳酸镧、纳米碳的熔炼保护剂双重保护，使得镁合金被氧化率低于≤0.02％，同时镁锭熔化后炉料的分批次加入方式，不仅避免了镁合金熔炼过程中的氧化烧损和氧化物夹杂的产生，并且可使炉料中原有的氧化物与MgCl2充分接触而有效去除，解决传统熔剂保护工艺中存在的镁合金氧化烧损严重和氧化物夹杂含量较高的问题，提高镁合金的收得率、提升镁合金产品的品质。得到的镁合金几乎不出现氧化夹杂，熔剂夹杂也很少，熔剂夹杂体积含量≤0.05％，同时添加稀有元素是的该镁合金具有很强的高强度和耐热性能。

Description

一种镁合金熔炼工艺
技术领域
本发明属于合金的制作领域，尤其涉及一种镁合金熔炼工艺。
背景技术
镁合金的熔炼不同于钢铁、铝等常用结构材料，因为镁化学活性高，在高温下极易与空气中的氧发生氧化反应，甚至燃烧、爆炸，使其熔炼过程比较困难，在熔炼过程中需要防止氧化、燃烧的保护工艺。
目前，国内外常用的阻止镁合金氧化燃烧的工艺主要有3种：熔剂保护工艺、气体保护工艺和合金元素保护工艺。熔剂保护原理为：熔融的熔剂借助表面张力的作用，在镁熔体表面形成一层连续、完整的覆盖层，隔绝空气，防止镁的氧化、燃烧。传统的镁合金熔体的熔剂保护工艺的主要步骤是：首先在熔化炉内洒上底熔剂，一次性全部加入所有炉料，洒上表面熔剂，然后升温熔化。在采用由纯镁锭制备镁合金时，传统的镁合金熔体的熔剂保护工艺具有良好效果。采用由纯镁锭制备镁合金时，先将粗镁熔化、精炼浇注成纯镁锭，再由纯镁锭经重熔、合金化、精炼、浇注成镁合金，金属镁经历两次重熔、精炼、浇注，致使镁合金生产工艺流程长，能源利用率低，采用由粗镁直接合金化的短流程工艺制备镁合金是镁合金制备工艺发展的必然结果。但是，不同于纯镁锭，粗镁呈树枝状结晶，表面凹凸不平，内部空隙大。采用传统的镁合金熔体的熔剂保护工艺，在熔化前粗镁氧化严重，并发生燃烧现象，镁合金收得率低；产生的氧化物进入镁合金熔体，氧化物夹杂含量较高，镁合金品质低劣。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种镁合金熔炼工艺。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种镁合金熔炼工艺，包括以下步骤：
1)按照所要制备的镁合金的成份配置，镁锭称量，切割成小块备用，镁合金的其他成份的质量百分比进行称量混合；
2)熔炼前处理，将坩埚和模具预热到100～200℃，然后通入保护气体将空气置换，将镁锭的成份加入到坩埚中，然后预热5～20min；
3)熔炼，将步骤2)的镁锭的成份加入熔化炉中，通过保护气体，待将空气置换出后，升温到500～550℃后，用熔炼保护剂覆盖，然后升温到650～700℃，保持3～10min；
4)将镁合金的其他成份分批次第加入熔化炉中，每次加入量不超过镁合金的其他成份总量的30％。
5)步骤4)完全加入镁合金的其他成份后，升温到700～730℃，保持3～5min；然后进行浇筑，温度降至600～650℃，浇筑时间为0.5～1h。
进一步的，镁合金的成份中的重量百分为：Gd：7-12％，Y：3-7％，Zr：0.3-0.6％，Zn0.35～0.55％、Mn0.05～0.20％、RE0.01～0.10％，其余为Mg及不可去除的杂质元素。
进一步的，保护气体为5～10％CHClF2、20～30％CO2，余量为氩气。
进一步的，所述的熔炼保护剂为氯化镁40-45％、碳酸镁12-20％、三氟甲基磺酸镁15～20％、碳酸镧12-15％，余量为纳米碳。
本发明的有益效果在于：本发明在镁合金熔炼过程中，用CHClF2、CO2、氩气的保护气体和氯化镁、碳酸镁、三氟甲基磺酸镁、碳酸镧、纳米碳的熔炼保护剂双重保护，使得镁合金被氧化率低于≤0.02％，同时镁锭熔化后炉料的分批次加入方式，不仅避免了镁合金熔炼过程中的氧化烧损和氧化物夹杂的产生，并且可使炉料中原有的氧化物与MgCl2充分接触而有效去除，解决传统熔剂保护工艺中存在的镁合金氧化烧损严重和氧化物夹杂含量较高的问题，提高镁合金的收得率、提升镁合金产品的品质。得到的镁合金几乎不出现氧化夹杂，熔剂夹杂也很少，熔剂夹杂体积含量≤0.05％，同时添加稀有元素是的该镁合金具有很强的高强度和耐热性能。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例一
本发明提供的一种镁合金熔炼工艺，主要保护以下步骤：
1)镁合金成份的准备，
镁合金的成份中的重量百分为：Gd：7-12％，Y：3-7％，Zr：0.3-0.6％，Zn0.35～0.55％、Mn0.05～0.20％、RE0.01～0.10％，其余为Mg及不可去除的杂质元素。
2)保护气体准备
保护气体为10％CHClF2、30％CO2，余量为氩气。
3)熔炼保护剂的准备
熔炼保护剂氯化镁45％、碳酸镁12％、三氟甲基磺酸镁15％、碳酸镧15％，余量为纳米碳
4)按照所要制备的镁合金的成份配置，镁锭称量，切割成小块备用，镁合金的其他成份的质量百分比进行称量混合；
5)熔炼前处理，将坩埚和模具预热到200℃，然后通入保护气体将空气置换，将镁锭的成份加入到坩埚中，然后预热20min；
6)熔炼，将步骤2)的镁锭的成份加入熔化炉中，通过保护气体，待将空气置换出后，升温到550℃后，用熔炼保护剂覆盖，然后升温到700℃，保持10min；
7)将镁合金的其他成份分批次第加入熔化炉中，每次加入量不超过镁合金的其他成份总量的30％。
8)步骤7)完全加入镁合金的其他成份后，升温到730℃，保持5min；然后进行浇筑，温度降至650℃，浇筑时间为1h。
实施例二
本发明提供的一种镁合金熔炼工艺，主要保护以下步骤：
1)镁合金成份的准备，
镁合金的成份中的重量百分为：Gd：7-12％，Y：3-7％，Zr：0.3-0.6％，Zn0.35～0.55％、Mn0.05～0.20％、RE0.01～0.10％，其余为Mg及不可去除的杂质元素。
2)保护气体准备
保护气体为5％CHClF2、20％CO2，余量为氩气。
3)熔炼保护剂的准备
熔炼保护剂氯化镁40％、碳酸镁12％、三氟甲基磺酸镁15％、碳酸镧12％，余量为纳米碳
4)按照所要制备的镁合金的成份配置，镁锭称量，切割成小块备用，镁合金的其他成份的质量百分比进行称量混合；
5)熔炼前处理，将坩埚和模具预热到100℃，然后通入保护气体将空气置换，将镁锭的成份加入到坩埚中，然后预热5min；
6)熔炼，将步骤2)的镁锭的成份加入熔化炉中，通过保护气体，待将空气置换出后，升温到500℃后，用熔炼保护剂覆盖，然后升温到650℃，保持3min；
7)将镁合金的其他成份分批次第加入熔化炉中，每次加入量不超过镁合金的其他成份总量的30％。
8)步骤7)完全加入镁合金的其他成份后，升温到700℃，保持3min；然后进行浇筑，温度降至600℃，浇筑时间为0.5h。

Claims (4)

1.一种镁合金熔炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)按照所要制备的镁合金的成份配置，镁锭称量，切割成小块备用，镁合金的其他成份的质量百分比进行称量混合；
2)熔炼前处理，将坩埚和模具预热到100～200℃，然后通入保护气体将空气置换，将镁锭的成份加入到坩埚中，然后预热5～20min；
3)熔炼，将步骤2)的镁锭的成份加入熔化炉中，通过保护气体，待将空气置换出后，升温到500～550℃后，用熔炼保护剂覆盖，然后升温到650～700℃，保持3～10min；
4)将镁合金的其他成份分批次第加入熔化炉中，每次加入量不超过镁合金的其他成份总量的30％。
5)步骤4)完全加入镁合金的其他成份后，升温到700～730℃，保持3～5min；然后进行浇筑，温度降至600～650℃，浇筑时间为0.5～1h。
2.如权利要求1所述的镁合金熔炼工艺，其特征在于：镁合金的成份中的重量百分为：Gd：7-12％，Y：3-7％，Zr：0.3-0.6％，Zn0.35～0.55％、Mn0.05～0.20％、RE0.01～0.10％，其余为Mg及不可去除的杂质元素。
3.如权利要求1所述的镁合金熔炼工艺，其特征在于：保护气体为5～10％CHClF2、20～30％CO2，余量为氩气。
4.如权利要求1所述的镁合金熔炼工艺，其特征在于：所述的熔炼保护剂为氯化镁40-45％、碳酸镁12-20％、三氟甲基磺酸镁15～20％、碳酸镧12-15％，余量为纳米碳。
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