一種用於鎂合金的精煉劑及製備方法
2023-06-17 14:02:41
專利名稱：一種用於鎂合金的精煉劑及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種精煉劑及製備方法,特別涉及一種能夠降低鎂合金中 鐵含量的精煉劑及製備方法。
背暈技術
鎂合金是迄今為止實用金屬結構材料中密度最小的一種金屬，具有高 的比強度及比剛度、導熱導電性、電磁屏蔽性，良好的阻尼減震性以及環 境相容性好等優點，但是並沒有得到像鋁合金那樣的大規模應用，其中最 重要的一個原因就是其耐腐蝕性能差，難以滿足應用領域對材料耐腐蝕性 能的要求。研究表明，鐵、鎳、鈷、銅等金屬雜質對鎂合金的耐腐蝕性非 常有害，其允許含量有嚴格的限制。在以上金屬雜質中，鐵是最難以避免 進入鎂合金中的一種雜質。因此，降低鎂合金中的鐵的含量對於提高鎂合 金的耐腐蝕性能具有非常重要的作用。
發明內容
本發明的目的之一是提供一種能夠降低鎂合金中鐵含量的精煉劑。 為實現上述目的，本發明採取以下技術方案
一種用於鎂合金的精煉劑，其組份和含量為25-35重量％氯化鉀、5-10重量％氟化鈣、5-9重量％氯化鋇，1-10重量％的氯化錳，0.2重量 %-0.8重量％海綿鈦，0.1重量％-1.0重量％氧化硼，餘量為氯化鎂。
本發明的另一個目的是提供一種上述鎂合金精煉劑的製備方法。
本發明的上述目的是通過以下技術方案達到的
一種用於鎂合金的精煉劑的製備方法，包括下述步驟
(1) 、先將氯化鎂放入坩鍋底部，再將氯化鉀、氟化鈣、氯化鋇、氯化錳混合後加入，爐溫升至550 60CTC，爐料全部熔化後攪拌20 30min， 並保溫l 3h，再使爐溫升至750 85(TC,攪拌20 30min，保溫1 2h, 然後澆注到模具中，冷卻凝固成塊狀；
(2) 、將步驟(1)所得塊狀精煉劑破碎成小塊，置於球磨機中粉碎 至IOO目左右的粉末；
(3)、將海綿鈦顆粒和氧化硼粉末與步驟(2)所製成的精煉劑粉末 均勻混合，最後分袋密封包裝，得鎂合金精煉劑。 本發明的優點是
本發明製成的鎂合金降鐵精煉劑中的海綿鈦、氯化錳以及氧化硼三種 活性成分均能夠與熔體中的鐵元素發生化學反應生成化合物並造渣排出， 顯著降低鎂合金中鐵元素的含量。該鎂合金降鐵精煉劑對鎂合金熔體內的 其它氧化夾雜物有強烈的吸附作用，能有效地俘獲夾雜物並迅速下沉造 渣。該鎂合金降鐵精煉劑與鎂熔體有較大的密度差，分離性好，可以有效 地防止熔劑混雜在鎂熔體中成為熔劑夾雜。採用該降鐵精煉劑製成的鎂合 金內部氧化物夾雜、熔劑夾雜以及金屬雜質含量低，顯著改善了合金的力 學性能和耐腐蝕性能。同時，對於熔體中的鐵雜質，能夠改善鎂合金的力 學性能和耐腐蝕性能。該精煉劑化學穩定性好，有害氣體排出量少，而且 加入熔體中方便、操作工藝簡單，價格低廉。
具體實施例方式
以下實施例中所用的%均為wt%。以下實施例中採用本發明的降鐵精煉 劑來製備一種變形鎂合金AZ31D的過程。但是，本發明的鎂合金精煉劑並 不只限於實施例中AZ31D鎂合金的製備，根據本發明的精煉劑的特點，還 可以用於其它高品質鎂合金的製備。 實施例1
一種用於鎂合金的精煉劑，其組份和含量為25重量％氯化鉀、5-10 重量％氟化鈣、9重量％氯化鋇，10重量％的氯化錳，0.8重量％海綿鈦， 1.0重量％氧化硼，餘量為氯化鎂。
一種用於鎂合金的精煉劑的製備方法，包括下述步驟
(1) 、按照上述的精煉劑的成份含量進行備料，要求原材料的純度均 》90%，片狀礦石破碎成10 15mm的小塊，選用顆粒直徑為5mm左右 的海綿鈦，工業等級的氧化硼粉末。
(2) 、採用電阻爐和鋼製坩鍋作為熔煉設備，先將氯化鎂放入坩鍋底 部，再將氯化鉀、氟化鈣、氯化鋇、氯化錳幾種材料混合後加入，爐溫升 至550 600。C，爐料全部熔化後攪拌20 30min，並保溫1 3h，再使爐 溫升至750 850'C，攪拌20 30min，保溫1 2h，直至熔體表面平靜無 氣泡冒出，然後澆注到鐵製扁平槽形模具中，冷卻凝固成塊狀。(3)、將澆注好的塊狀精煉劑破碎成小塊，置於球磨機中粉碎至100 目左右的粉末。然後將上述含量的海綿鈦顆粒和氧化硼粉末均勻摻入到制 成的精煉劑粉末中，最後分袋密封包裝，得鎂合金精煉劑l。 實施例2
一種用於鎂合金的精煉劑，其組份和含量為35重量％氯化鉀、5 重量％氟化鈣、5重量％氯化鋇，1重量％的氯化錳，0.2重量％海綿鈦， 0.1重量％氧化硼，餘量為氯化鎂。
一種用於鎂合金的精煉劑的製備方法，包括下述步驟-
(1) 、按照上述的精煉劑的成份含量進行備料，要求原材料的純度均 》卯％,片狀礦石破碎成10 15mm的小塊，選用顆粒直徑為5mm左右 的海綿鈦，工業等級的氧化硼粉末。
(2) 、釆用電阻爐和鋼製坩鍋作為熔煉設備，先將氯化鎂放入坩鍋底 部，再將氯化鉀、氟化鈣、氯化鋇、氯化錳幾種材料混合後加入，爐溫升 至550 600'C，爐料全部熔化後攪拌20 30min，並保溫1 3h，再使爐 溫升至750 850'C，攪拌20 30min，保溫1 2h，直至熔體表面平靜無 氣泡冒出，然後澆注到鐵製扁平槽形模具中，冷卻凝固成塊狀。
(3) 、將澆注好的塊狀精煉劑破碎成小塊，置於球磨機中粉碎至100 目左右的粉末。然後將上述含量的海綿鈦顆粒和氧化硼粉末均勻摻入到制 成的精煉劑粉末中，最後分袋密封包裝，得鎂合金精煉劑2。
實施例3
一種用於鎂合金的精煉劑，其組份和含量為30重量％氯化鉀、7 重量％氟化鈣、7重量％氯化鋇，6重量％的氯化錳，0.5重量％海綿鈦， 0.6重量％氧化硼，餘量為氯化鎂。
一種用於鎂合金的精煉劑的製備方法，包括下述步驟
(1) 、按照上述的精煉劑的成份含量進行備料，要求原材料的純度均 》90%，片狀礦石破碎成10 15mm的小塊，選用顆粒直徑為5mm左右 的海綿鈦，工業等級的氧化硼粉末。
(2) 、採用電阻爐和鋼製坩鍋作為熔煉設備，先將氯化鎂放入坩鍋底 部，再將氯化鉀、氟化鈣、氯化鋇、氯化錳幾種材料混合後加入，爐溫升 至550 600'C，爐料全部熔化後攪拌20 30min,並保溫1 3h，再使爐 溫升至750 850'C，攪拌20 30min，保溫1 2h，直至熔體表面平靜無 氣泡冒出，然後澆注到鐵製扁平槽形模具中，冷卻凝固成塊狀。
(3)、將澆注好的塊狀精煉劑破碎成小塊，置於球磨機中粉碎至100 目左右的粉末。然後將上述含量的海綿鈦顆粒和氧化硼粉末均勻摻入到制 成的精煉劑粉末中，最後分袋密封包裝，得鎂合金精煉劑3。 應用實施例
按照鎂合金AZ31D的成份含量進行備料，主要包括Al 2.5 3.5%， Zn 0.6 1.4%， Mn 0. 2 1. 0%，餘量為Mg。 Mn採用Al_10%Mn的中間合 金加入，其中雜質Fe《0.08X; Al、 Zn中雜質Fe《0.01%; Mg中雜質Fe 《0.004%。
1. 鎂合金熔煉
採用電阻爐和石墨坩鍋作為熔煉設備。首先將Mg、 Al、 Al-Mn合金裝 入石墨坩堝內，在0)2+0.5% (體積)SFs的保護氣氛下開始升溫熔化，熔 煉溫度為660 700'C。坩鍋內的金屬全部熔化後，加入Zn，並攪拌5min， 保溫10 20min。
2. 鎂合金精煉
爐溫保持在660 700'C，邊攪拌熔體邊加入本發明實施例3製成的精 煉劑3。攪拌過程中儘量使得鎂合金熔體與精煉劑充分混合。精煉劑的加 入量約為合金總重量的1.5 2.2%。精煉分兩次進行，每次攪拌時間持續 5 8min，兩次中間間隔時間15 20min。第二次精煉結束後，在保護氣氛 下熔體保溫30 40min，即可進行澆注。
3. 鎂合金澆注
將鋼製鑄模預熱到200 300。C，在模具型腔表面噴塗鎂合金金屬型重 力鑄造專用塗料，塗料成分為滑石粉30%,水玻璃5%，餘量為水。然 後，再將模具充分預熱至200 300'C，保證塗料完全乾燥。上述精煉好的 鎂合金熔體經表面撇渣後，澆注到模具中，澆注過程中，儘量保持液流平 穩充型，避免衝刷模具內壁。熔體經自然冷卻凝固成鎂合金鑄錠。
4. 雜質含量分析
在AZ31D鎂合金鑄錠上取樣，對雜質元素含量進行分析。分析結果為: Fe《0.002%， Cu《0.001%， Ni《0.001%。 到此完成AZ31D鎂合金的製備。
權利要求
1、一種用於鎂合金的精煉劑，其組份和含量為25-35重量％氯化鉀、5-10重量％氟化鈣、5-9重量％氯化鋇，1-10重量％的氯化錳，0.2重量％-0.8重量％海綿鈦，0.1重量％-1.0重量％氧化硼，餘量為氯化鎂。
2、 根據權利要求1所述的鎂合金的精煉劑的製備方法，包括下述步驟(1) 、先將氯化鎂放入坩鍋底部，再將氯化鉀、氟化鈣、氯化鋇、氯 化錳混合後加入，爐溫升至550 600'C，爐料全部熔化後攪拌20 30min， 並保溫l 3h，再使爐溫升至750 850'C，攪拌20 30min，保溫1 2h， 然後澆注到模具中，冷卻凝固成塊狀；(2) 、將步驟(1)所得塊狀精煉劑破碎成小塊，置於球磨機中粉碎 至IOO目左右的粉末；(3) 、將海綿鈦顆粒和氧化硼粉末與步驟(2)所製成的精煉劑粉末 均勻混合，最後分袋密封包裝，得鎂合金精煉劑。
全文摘要
本發明涉及一種鎂合金精煉劑及製備方法，其組份和含量為25-35重量％氯化鉀、5-10重量％氟化鈣、5-9重量％氯化鋇，1-10重量％的氯化錳，0.2重量％-0.8重量％海綿鈦，0.1重量％-1.0重量％氧化硼，餘量為氯化鎂。採用本發明的鎂合金精煉劑能顯著地降低合金中鐵元素的含量。在實施事例中製備了變形鎂合金AZ31D，經分析，主要金屬雜質含量為Fe≤0.002％，Cu≤0.001％，Ni≤0.001％。
文檔編號C22C1/00GK101191163SQ20061014400
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月23日 優先權日2006年11月23日
發明者張家振, 李彥利, 李德富, 馬志新 申請人:北京有色金屬研究總院