CN1314820C - 镁合金熔体强制循环熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
镁合金熔体强制循环熔炼方法，在现有镁合金熔炼炉的基础上，设置网格过滤装置、测重仪和循环泵，进行镁合金熔炼时，向熔炼炉中通入惰性保护气体，将坩埚加热至熔炼温度使镁合金熔化，启动测重仪、循环泵，使熔体强制循环通过网格过滤装置，进行镁合金净化或合金化处理，当网格过滤装置的重量不再变化保持恒定时，停止熔体循环。采用本发明的方法，能简化杂质净化工艺，实现对镁合金中杂质的有效净化，由于省去现有技术中通常采用的精炼剂，可避免产生有害物质，避免对环境造成危害，熔炼过程中无气体、熔渣等夹杂产生，因此能提高产品质量；采用本发明方法可简化镁合金合金化工艺，省去中间合金的熔炼步骤，因此能显著降低镁合金的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金制造技术领域，具体涉及镁合金熔体强制循环熔炼方法。
背景技术
镁合金在熔化时易燃烧、氧化，混夹一些杂质。通常是采用熔剂精练方法净化杂质，这会产生如下问题：氯盐和氟盐在高温下易挥发产生有毒气体如氯化氢，氯气等。因为没有过滤或采用一次性过滤，这样部分熔剂作为熔渣残留在合金液中形成夹杂物。熔剂产生的气体可能渗入合金液中。这些都会影响镁合金的质量。并且耗用大量精炼剂，还对环境产生污染。
镁合金在合金化时，首先要生产含有合金元素的中间合金，中间合金的生产是有一定难度的，然后计算原料和中间合金配比，最后一起熔炼得到镁合金。若直接加入合金元素，合金在静态金属液中溶解，熔化速度慢，合金熔炼时间较长，镁损失较多。
发明内容
针对镁合金现有生产技术中净化及合金化方法存在的问题，本发明提供一种镁合金熔体强制循环熔炼方法。
本发明方法采用镁合金熔体强制循环熔炼炉，该熔炼炉在现有熔炼炉的基础上，增加网格过滤装置、测重仪和循环泵。进行镁合金熔炼时，向熔炼炉中通入惰性保护气体，如氩气、氮气等，防止金属的氧化损失；将坩埚加热至熔炼温度使镁合金熔化，熔炼温度一般为620～800℃；启动测重仪、循环泵，使熔体强制循环通过网格过滤装置。
采用该方法可以进行镁合金的净化，熔体中的各种杂质经数次循环后通过网格过滤装置的过滤与合金液分离。根据网格过滤装置重量的变化确定循环时间，当网格过滤装置的重量不再变化保持恒定时，说明净化过程完成，停止运行循环泵，净化过程结束。网格过滤装置增加的重量即熔体中杂质的重量。
采用上述装置及强制循环方法，进行镁合金熔炼时，可以直接进行合金化处理。把所加合金元素放置于网格过滤装置中，向熔炼炉中通入惰性保护气体，将坩埚加热至熔炼温度使镁合金熔化，启动测重仪、循环泵，使镁合金熔体强制循环通过网格过滤装置，镁合金液循环流动不断强制溶解合金元素。随着合金元素的溶解，网格过滤装置的重量不断减少，合金元素溶解速度和溶解量，可观察网格过滤装置的重量变化指示。当网格过滤装置的重量不再变化保持恒定时，说明合金元素溶解完毕，停止运行循环泵，合金化过程完成。合金在循环流动的金属液中溶解，熔化速度快，合金熔炼时间短，镁损失少，一般合金化时间需10～30分钟。
采用本发明的镁合金熔体强制循环熔炼方法，能简化杂质净化工艺，实现对镁合金中杂质的有效净化，由于省去现有技术中通常采用的精炼剂，可避免产生有害物质，避免对环境造成危害，熔炼过程中无气体、熔渣等夹杂产生，因此能提高生产的镁合金质量；采用本发明方法可简化镁合金合金化工艺，省去中间合金的熔炼步骤，因此能显著降低镁合金的生产成本。
附图说明
附图为本发明设计的镁合金熔体强制循环熔炼炉结构示意图，图中：1坩埚，2筐式过滤网，3连接杆，4测重仪，5保护气入口管，6螺旋液体泵，7泵入口管，8泵出口管。
具体实施方式
实施例1对本发明设计的镁合金熔体强制循环熔炼炉作简要描述，实施例2、3通过实例进一步说明本发明的方法。
实施例1
熔炼炉的坩埚1顶部连接有保护气入口管5，在坩埚内底部安放筐式过滤网2，筐式过滤网2底部开有孔径大小范围为0.1mm～2mm的网孔，孔径大小可均匀一致，也可以一定尺寸如0.1mm为单位连续变化。筐式过滤网2通过连接杆3与安放于炉上面的测重仪4连接，螺旋液体泵6固定在熔炼炉上面，其泵入口管7、泵出口管8设置在坩埚内，泵出口管7穿过筐式过滤网2侧壁，与过滤网2内部连通。
实施例2
在镁合金熔体强制循环熔炼炉中，在730℃温度条件下，熔炼AZ91镁合金。向熔炼炉中通入氩气保护气，待镁合金熔化后，启动螺旋液体泵，熔液强制循环通过筐式过滤网。20公斤的镁合金熔体，循环10分钟，控制泵的流量为15kg/min，过滤网的重量增加321克。说明在熔化合金时，合金及熔炼时带入的杂质大约为1.6％。
实施例3
在镁合金熔体强制循环熔炼炉中进行熔体合金化，将合金块或粉末放置于过滤网上，随着熔体不断通过过滤网，过滤网的重量不断减小，随着循环的不断进行，过滤网的重量不在变化，说明合金已被溶解完。制备含1％稀土铈的AZ91镁合金8公斤，先将8公斤镁合金置于熔炼炉坩埚中，通入氩气保护气体，升温至为730℃，待合金熔化后，把放置块状80克稀土铈的过滤网置于合金液中，这时测得过滤网总重量为668克，启动螺旋液体泵，开始熔体循环，控制泵流量为20kg/min，经过5～6分钟循环，过滤网重量为589克，说明合金元素铈已溶入镁合金熔液中。
Claims (4)
1、镁合金熔体强制循环熔炼方法，其特征是采用镁合金熔体强制循环熔炼炉，在现有熔炼炉基础上设置网格过滤装置、测重仪和循环泵，进行镁合金熔炼时，向熔炼炉中通入惰性保护气体，将坩埚加热至熔炼温度使镁合金熔化，启动测重仪、循环泵，使熔体强制循环通过网格过滤装置，进行镁合金净化或合金化处理。
2、按照权利要求1所述的镁合金熔体强制循环熔炼方法，其特征是进行镁合金的净化时，根据网格过滤装置重量的变化确定循环时间，当网格过滤装置的重量不再增加保持恒定时，停止运行循环泵，净化过程结束。
3、按照权利要求1所述的镁合金熔体强制循环熔炼方法，其特征是进行合金化处理时，把所加合金元素放置于网格过滤装置中，根据网格过滤装置的重量变化确定循环时间，当网格过滤装置的重量不再减少保持恒定时，停止运行循环泵，合金化过程完成。
4、按照权利要求1所述的镁合金熔体强制循环熔炼方法，其特征是网格过滤装置的网孔孔径范围为0.1mm～2mm，网孔孔径大小一致或连续变化。
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