CN110735099A - 一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺，包括以下步骤：S1：表面清理，取两个品质相同的中碳钢坩埚，并记为中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B，用200目砂纸分别将中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B的内表面的氧化皮打磨掉，然后用酒精清洗表面；S2：热镀，将中碳钢坩埚A放入电阻炉中，然后倒入预先熔化好的Mg‑3wt.％Al‑4wt.％Mn的镁合金，通过气体保护，在800℃下保温20min，在中碳钢坩埚A的内壁热镀上厚度8μm的Al‑Mn化合物层，然后将镁熔体倒出。本发明中热镀Al‑Mn化合物层后铁含量大大降低了，可以有效的阻碍了铁坩埚中的杂质元素Fe向镁熔体中扩散，提高了镁合金的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金的熔炼技术领域，尤其涉及一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺。
背景技术
镁合金作为目前工业应用中最轻的工程金属结构材料，具有密度小、比强度比刚度高、阻尼减振能力强、铸造性能优越、切削加工性能好、能屏蔽电磁辐射和易于回收利用等优点，在汽车、轨道车辆、 3C产品、航空航天、国防军工等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
但是，目前镁合金存在绝对强度低、加工成形困难、耐腐蚀性能差等问题，很大程度上限制了镁合金产品的在实际工程中的应用。为解决上述问题，近年来，人们在合金化、热处理、晶粒细化、变形工艺等方面做了大量的研究工作，并取得了重要进展。除此之外，镁合金的纯度也是影响镁合金耐腐蚀性能的最重要因素之一,尤其镁合金中Fe、Si、Ni、Cu等有害杂质元素的含量。研究表明，有害杂质元素的存大大降低镁合金铸锭的品质，会严重影响镁合金材料的组织状态、耐腐蚀性能、机械性能和加工成形性能，而且在镁合金的这些金属杂质中，Fe是危害最大的杂质元素。因为杂质元素Fe很容易通过原材料、熔剂和熔炼工具等带入镁熔体中因此，纯净的镁熔体是获得综合性能良好的优质镁合金材料的基本前提。研究和开发镁合金熔体纯化技术，有效地降低镁合金铸坯中杂质元素Fe的含量刻不容缓。现今，镁合金熔炼中通常采用B、Ti、Zr、Be、Mn等元素的单质或化合物作为熔剂以达到除Fe的目的。但是这些熔剂在除Fe的同时会引入新的杂质或夹杂，这会对熔体的纯度和镁合金材料的整体性能造成不利影响。有鉴于此，十分有必要开发一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺，这对提高镁合金的品质和扩大镁合金材料的工程应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺，包括以下步骤：
S1：表面清理，取两个品质相同的中碳钢坩埚，并记为中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B，用200目砂纸分别将中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B的内表面的氧化皮打磨掉，然后用酒精清洗表面；
S2：热镀，将中碳钢坩埚A放入电阻炉中，然后倒入预先熔化好的Mg-3wt.％Al-4wt.％Mn的镁合金，通过气体保护，在800℃下保温 20min，在中碳钢坩埚A的内壁热镀上厚度8μm的Al-Mn化合物层，然后将镁熔体倒出；
S3：熔炼，向中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B中分别将纯镁在700℃下熔化，保温60min后熔体在坩埚中自然冷却；
S4：Fe元素的测定，在纯镁铸锭边缘和中心分别取样，利用原子发射光谱仪对样品中的Fe元素含量进行测定。
优选的，所述步骤S2中的保护气体是CO2+SF6。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中热镀Al-Mn化合物层后铁含量大大降低了，可以有效的阻碍了铁坩埚中的杂质元素Fe向镁熔体中扩散，提高了镁合金的纯度。
附图说明
图1为本发明提出的一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺的测定结果数据表；
图2为本发明提出的一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺在热镀后中碳钢内表面的金相图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺，包括以下步骤：
S1：表面清理，取两个品质相同的中碳钢坩埚，并记为中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B，用200目砂纸分别将中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B的内表面的氧化皮打磨掉，然后用酒精清洗表面；
S2：热镀，将中碳钢坩埚A放入电阻炉中，然后倒入预先熔化好的Mg-3wt.％-4wt.％Mn的镁合金，通过气体保护，在800℃下保温20min，在中碳钢坩埚A的内壁热镀上厚度8μm的Al-Mn化合物层，然后将镁熔体倒出；
S3：熔炼，向中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B中分别将纯镁在700℃下熔化，保温60min后熔体在坩埚中自然冷却；
S4：Fe元素的测定，在纯镁铸锭边缘和中心分别取样，利用原子发射光谱仪对样品中的Fe元素含量进行测定。
其中，步骤S2中的保护气体是CO2+SF6。
由图1的测定结果，本发明中，没有热镀Al-Mn化合物层的中碳钢坩埚B中铸锭边缘的Fe含量/ppm为329，铸锭中心的Fe含量/ppm 为159；热镀Al-Mn化合物层的中碳钢坩埚B中铸锭边缘的Fe含量 /ppm为40，铸锭中心的Fe含量/ppm为38。显然，热镀Al-Mn化合物层后铁含量大大降低了，可以有效的阻碍了铁坩埚中的杂质元素 Fe向镁熔体中扩散，提高了镁合金的纯度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：表面清理，取两个品质相同的中碳钢坩埚，并记为中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B，用200目砂纸分别将中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B的内表面的氧化皮打磨掉，然后用酒精清洗表面；
S2：热镀，将中碳钢坩埚A放入电阻炉中，然后倒入预先熔化好的Mg-3wt.％Al-4wt.％Mn的镁合金，通过气体保护，在800℃下保温20min，在中碳钢坩埚A的内壁热镀上厚度8μm的Al-Mn化合物层，然后将镁熔体倒出；
S3：熔炼，向中碳钢坩埚A和中碳钢坩埚B中分别将纯镁在700℃下熔化，保温60min后熔体在坩埚中自然冷却；
S4：Fe元素的测定，在纯镁铸锭边缘和中心分别取样，利用原子发射光谱仪对样品中的Fe元素含量进行测定。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金熔炼的中碳钢坩埚表面处理除铁工艺，其特征在于，所述步骤S2中的保护气体是CO2+SF6。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115216777A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-10-21 | 长江师范学院 | 一种镁合金熔炼用碳钢坩埚的表面除铁工艺 |
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2019
- 2019-11-19 CN CN201911130694.XA patent/CN110735099A/zh active Pending
Non-Patent Citations (1)
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| 戴甲洪: ""合金元素在镁合金中扩散行为的研究"", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑（月刊）》 * |
Cited By (2)
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