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如何进行镁合金熔炼?

浏览:189 发表时间:2020-01-07 09:01:16

镁的化学活性比铝还强,在熔融状态尤甚。它能很快和氧、氮、氯、硫及任何形态的水反应,在熔体表面如不加保护时,将很快氧化燃烧,因此熔体需要在整个熔铸过程中加以保护,以避免金属与氧、氮和炉气接触。即使是这样仍有大量的非金属夹杂物混入,且这些夹杂物与熔体比重差别不大,给熔体精炼带来极大困难。

镁合金的氧化夹杂、熔剂夹杂和熔体中溶解的气体远比铝合金多,需要进行净化处理,处理时多用熔剂精炼法,所用精炼剂都是沉降型的,因此精炼后要有足够的静置时间,在中间工序还要扒底渣。镁合金中常用的锰、锆、铈、钍等元素在镁中溶解度极低,同时在难熔组元间又易形成高熔点金属间化合物而易沉析,因此加入比较困难。加入时烧损很大,实收率较低,成本较高。

镁合金安全生产是极其重要的。因为加入之化工材料多易吸潮,稍不注意就极易发生爆炸燃烧,使生产不能正常进行;另外有毒气体和粉尘较多,需要安装较多的排烟装置。为防止镁合金熔炼时的氧化燃烧,常采用熔剂保护和气体保护。

国内常用熔剂为RJ系列熔剂,主要成分是氯盐和氟盐。主要的保护气体是SF6、SO2、Ar和CO2。采用气体保护熔炼可消除材料中的熔剂夹杂,避免因熔剂保护熔炼时产生如HCL、Cl2等有毒气体的环境污染问题,因而具有较大优势。

SF6是良好的保护气体,只需少量便可使镁液表面生成很薄、很致密的一层保护膜。由于SO2腐蚀设备和对环境有害,因而用SO2来代替SF6的方法不是很好。简单采用Ar气保护的方法也是不行的,因为镁液表面无保护膜时,蒸汽压较高的镁液会蒸发并以细小的粉尘态沉积于密闭坩埚的内表面当加料或操作需要开启这一密闭空间时,会引起这些粉末的燃烧甚至产生爆炸。

有些合金元素也可心阻燃,镁合金中加入Ca和Ce也可心提高合金的燃点。国内学者进行了合金化阻燃的研究,曾利用Be和RE试制了具有阻燃性能的镁合金。

镁合金采用变质处理的方法以细化合金的晶粒。Mg-Al系合金常采用C、过热处理和加FeCl3处理等方法。加C细化时,一般认为Al4C3或Al2OC起了异质核心的作用,因为Al4C和Al2OC与α(Mg)均为六方晶型,晶格常数相近。

镁合金熔体的粘度较铝合金大,为了降低其粘度,便于熔剂造渣后沉降到炉底,必须适当提高熔体的温度。镁合金熔体在精炼后的静置时间更显得重要,为保护其氧化夹杂物在精炼造渣后能较充分的沉入炉底,必须静置较长的时间。

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