CN1164777C

CN1164777C - 镁合金精炼剂及生产方法

Info

Publication number: CN1164777C
Application number: CNB01142611XA
Authority: CN
Inventors: 吴国华; 丁文江
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: CN1363701A

Abstract

一种镁合金精炼剂及生产方法，其化学组分除了40-60%氯化镁、10-25%氯化钾、10-25%氯化钠、1-10%氯化钙、5-15%氟化钙、1-10%氯化钡外，还加入了1-10%纳米碳酸盐吸附剂以及1-10%稀土化合物固氢剂。本发明制成的镁合金精炼剂活性较强，并具有固氢作用，能有效去除镁熔体内的夹杂物，减少镁熔体中氢对镁铸件孔隙率的不利影响，大大提高镁合金的机械性能及抗腐蚀性能。精炼剂与合金液有较大的比重差，粘度合适，化学稳定性好，不与合金、炉衬和炉气发生化学反应，不产生熔剂夹杂。

Description

镁合金精炼剂及生产方法

技术领域：

本发明涉及的是一种新型镁合金精炼剂及生产方法，尤其涉及一种采用纳米碳酸盐吸附剂和稀土化合物固氢剂的新型镁合金精炼剂及生产方法，属于金属材料及冶金类领域。

背景技术：

镁化学性质活泼，镁合金中往往含有大量氧化物及Fe、Ni、Cu等杂质元素，这些杂质显著降低镁合金的力学性能和抗蚀性。因此，镁合金熔炼过程中要使用精炼剂对其进行精炼处理，精炼处理的目的在于清除混入合金中的杂质元素及非金属夹杂物如氧化皮等。要求熔剂能很好地吸附杂质，且能与镁合金熔体完全分离，以避免产生熔剂夹杂，否则会显著降低镁合金的力学性能和腐蚀性能。目前普遍使用的RJ2熔剂，该熔剂对镁熔体内的夹杂物吸附性不够强，熔剂没有固氢作用，不利于降低镁合金的孔隙率，且熔剂易于混入合金液成为熔剂夹杂，严重影响合金的性能。如文献(陆树荪等，《有色铸造合金及熔炼》，国防工业出版社，1983年5月出版，P195-199)中所描述。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有镁合金精炼剂的不足之处，提出一种在使用过程中具有很强活性，并能固氢的新型镁合金精炼剂及其生产方法，在使用过程中，精炼剂中的活性吸附剂产生的微小惰性气体气泡，大大提高了镁熔体中微小非金属夹杂物的去除率，同时精炼剂中的固氢剂能有效地将镁熔体内的氢固溶于镁合金中，减少镁合金的孔隙率。

为实现这个目的，本发明提供的镁合金精炼剂的化学组成在现有精炼剂的基础上作了调整，并加入了吸附剂和固氢剂。具体成分的质量百分比为：40-60％氯化镁MgCl₂、10-25％氯化钾KCl、10-25％氯化钠NaCl、1-10％氯化钙CaCl₂、5-15％氟化钙CaF₂、1-10％氯化钡BaCl₂、1-10％纳米碳酸盐吸附剂、1-10％稀土化合物固氢剂。吸附剂可以为40-300纳米的纳米碳酸镁、纳米碳酸锶、纳米碳酸钙等。稀土化合物固氢剂可以为RECl₃、REF₃、RE₂(CO₃)₃等。

本新型精炼剂的生产方法为：将坩埚升温到一定温度后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化钡，升温到部分熔化后，加入氟化钙，升温到750-790℃，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用20-40号筛过筛。之后加入纳米碳酸盐和稀土化合物并用球磨机混合。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到约740C时，将2-3％的精炼剂不断撤于液面，同时用精炼勺上下搅动，使镁液循环流动，以延长溶剂液滴的流程，增加熔剂与氧化夹杂接触吸附机会，通常保持10分钟左右液面呈光亮镜面为止。

本发明提供的新型镁合金精炼剂活性较强，对镁熔体内的夹杂物有极强的吸附性，在使用过程中纳米碳酸盐吸附剂产生的微小惰性气体能有效去除镁熔体中的微小夹杂物。并且由于稀土化合物固氢剂能有效减少镁熔体中氢对镁铸件孔隙率的不利影响，大大提高镁合金的机械性能及抗腐蚀性能。本发明的精炼剂与合金液有较大的比重差，粘度合适，化学稳定性好，不与合金、炉衬和炉气发生化学反应，且不易混入合金液，不产生熔剂夹杂，提高了镁熔体的精炼效果。同时有害气体较少，符合工业卫生标准及废气排放要求。

具体实施方式：

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1：

镁合金精炼剂成分(质量百分比)：50％氯化镁(MgCl₂)、15％氯化钾(KCl)、15％氯化钠(NaCl)、5％氯化钙(CaCl₂)、6％氟化钙(CaF₂)、4％氯化钡(BaCl₂)、3％碳酸镁、2％氯化稀土。

将坩埚升温到一定温度后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化钡，升温到部分熔化后，加入氟化钙，升温到760℃左右，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用30号筛过筛。之后加入碳酸镁和氯化稀土并用球磨机混合。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到约740℃时，将3％的精炼剂不断撒于液面，同时用精炼勺上下搅动，使镁液循环流动，以延长溶剂液滴的流程，增加熔剂与氧化夹杂接触吸附机会，通常保持10分钟左右液面呈光亮镜面为止。镁熔体中30μm以上夹杂物基本去除，用于ZMgAl8Zn镁合金，金属型试样的抗拉强度为180MPa以上，延伸率为3.0％。

实施例2：

镁合金精炼剂成分(质量百分数)：45％氯化镁(MgCl₂)、15％氯化钾(KCl)、10％氯化钠(NaCl)、10％氯化钙(CaCl₂)、6％氟化钙(CaF₂)、4％氯化钡(BaCl₂)、8％碳酸钙、2％氟化稀土。

本新型精炼剂的生产方法为：将坩埚升温到一定温度后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化钡，升温到部分熔化后，加入氟化钙，升温到760℃左右，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用30号筛过筛。之后加入碳酸钙和氟化稀土并用球磨机混合。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到～740℃时，将3％的精炼剂不断撒于液面，同时用精炼勺上下搅动，使镁液循环流动，以延长溶剂液滴的流程，增加熔剂与氧化夹杂接触吸附机会，通常保持10分钟左右液面呈光亮镜面为止。镁熔体中20μm以上夹杂物基本去除，用于ZMgAl8Zn镁合金，金属型试样的抗拉强度为183MPa以上，延伸率为3.4％。

实施例3：

镁合金精炼剂成分(质量百分数)：40％氯化镁(MgCl₂)、10％氯化钾(KCl)、15％氯化钠(NaCl)、10％氯化钙(CaCl₂)、6％氟化钙(CaF₂)、9％氯化钡(BaCl₂)、5％碳酸锶、5％碳酸稀土。

本新型精炼剂的生产方法为：将坩埚升温到一定温度后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化钡，升温到部分熔化后，加入氟化钙，升温到760℃左右，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用30号筛过筛。之后加入碳酸锶和碳酸稀土并用球磨机混合。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到～740℃时，将3％的精炼剂不断撤于液面，同时用精炼勺上下搅动，使镁液循环流动，以延长溶剂液滴的流程，增加熔剂与氧化夹杂接触吸附机会，通常保持10分钟左右液面呈光亮镜面为止。镁熔体中15μm以上夹杂物基本去除，用于ZMgAl8Zn镁合金，金属型试样的抗拉强度为186MPa以上，延伸率为4％。

Claims

1、一种镁合金精炼剂，其特征在于其成分的质量百分比为：40-60％氯化镁MgCl₂、10-25％氯化钾KCl、10-25％氯化钠NaCl、1-10％氯化钙CaCl₂、5-15％氟化钙CaF₂、1-10％氯化钡BaCl₂、1-10％纳米碳酸盐吸附剂、1-10％稀土化合物固氢剂，其中所述的纳米碳酸盐吸附剂是颗粒大小为40-300纳米的纳米碳酸镁、纳米碳酸锶或纳米碳酸钙，所述的稀土化合物固氢剂为RECl₃、REF₃或RE₂(CO₃)₃。

2、一种如权利要求1的镁合金精炼剂的生产方法，其特征在于将坩埚升温后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化钡，升温到部分熔化后，加入氟化钙，升温到750-790℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机辗磨成粉状，过筛后加入纳米碳酸盐和稀土化合物并用球磨机混合，配好的熔剂装入密闭容器中备用。