CN103042199A - 一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置 - Google Patents
一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103042199A CN103042199A CN2012105170635A CN201210517063A CN103042199A CN 103042199 A CN103042199 A CN 103042199A CN 2012105170635 A CN2012105170635 A CN 2012105170635A CN 201210517063 A CN201210517063 A CN 201210517063A CN 103042199 A CN103042199 A CN 103042199A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crucible
- tantalum
- magnesium alloy
- mentioned
- tantalum crucible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置，纯化方法：在混合气体(1%SF6和氩气)保护下，熔融得到混合均匀镁合金，然后将混合好的熔体转浇注到预热的钽坩埚中，浇注后升温，静置,然后将坩埚直接放入流动的水槽中，得到组织细化、均匀的高纯镁合金；纯化装置主要包括：水槽、进出水口、钽挡板、钽坩埚、热电偶、保护气通气管和密封盖。本发明操作简单，安全性高，成品率高，适合规模化生产。
Description
技术领域：本发明属于金属材料领域，特别涉及一种镁合金的制备方法。
背景技术镁合金具有密度小、比强度高、加工焊接和阻尼性能良好及尺寸稳定、价格低廉、可以回收利用等优点，越来越受到人们的重视，在国际上受到了高度重视，被视为“21世纪的绿色工程材料”。
但是普通镁合金的缺点是耐腐蚀性差（Qiuming Peng et.al, Biomaterials,2010），在潮湿或者盐雾环境中，在较短的期间内会因杂质点腐蚀而造成零件失效。而且如果在镁合金中夹杂有杂质，在挤压和轧制的过程中，会明显影响镁合金的力学性能(李华伦，特种铸造及有色合金，2003)，这对镁合金的应用是很不利的，相反，如果对镁合金熔剂夹杂和形成微电池的杂质元素Fe, Ni, Cu, Si等严格限制含量，使镁合金纯度提高，便能够很好的改善镁合金的耐蚀性和变形性。因此，制备出高纯镁合金已成为了镁合金发展的一个重要方向。
目前，镁合金主要纯化方法有溶剂法（Lorentz Petter Lossius et.al, Acta Materials,1996），蒸馏法 (Zofia Kowalewska et.al, Acta Materials,1999)和半连续法(张志强 et.al, Trans. Nonferrous Met.Soc.China,2010)。溶剂法通常是在镁合金熔炼过程中通过添加氯化物和氟化物盐，使之与氧化物杂质生成多元络合物沉淀除去。主要的缺点就是引入了卤离子，带入二次杂质，导致合金的耐蚀性急剧下降。和溶剂法相比，蒸馏法温度高，同时由于各个元素的熔点不同，因此很难得到组织一致的合金材料。目前通用的半连续铸锭的方法，可以大大提高合金的纯度，但是这种方法通常是直接将流动的水浇注到铸锭表面，条件十分苛刻，安全隐患大，而且凝固场通常是外侧向内部凝固，导致中心夹杂，或者是底部向上部凝固形成大量的柱状晶，组织不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单，安全性高，成品率高，适合大规模生产的镁合金物理纯化方法及其纯化装置。本发明主要是通过特制的纯化装置，控制凝固温度场，在合金凝固自净化的作用下把杂质排向外部，最终获得组织均匀，熔体干净、致密的镁合金。
本发明的纯化方法如下： 将镁合金原料镁、铝、锌等在300-400 ℃预热30-60 min ，在750 ℃、混合气体-1%SF6+氩气保护下，采用普通石墨坩埚熔炼，依次添加完全后搅拌30 min，将上述混合均匀的熔体，浇注到在620-700℃预热60-120 min的纯化装置的钽坩埚中，盖好坩埚的密封盖，同时通过保护通气管向钽坩埚中通入混合气体-1%SF6+氩气，浇注后升温至720 ℃，静置60-120分钟，以10-100 mm/s的速度将坩埚放入已注水的水槽中。
本发明的纯化装置主要包括：水槽、进出水口、钽挡板、钽坩埚、热电偶、保护气通气管和密封盖。其中，在水槽的上部设有进水口，在其下部设有出水口，钽坩埚设在上述水槽上面，上述钽坩埚的底部为锥形，其角度为120-175°;在上述钽坩埚底部的***设有内外2层挡板，该挡板与钽坩埚之间的角度为45-90°，内挡板与钽坩埚的高度比为1:1-2，外挡板与内挡板的高度比是1:2-3，内层挡板和坩埚壁之间的距离是400-500 mm，内外层挡板之间的距离是200-300 mm。在上述钽坩埚锅口设有密封盖，该密封盖上设有***钽坩埚内的热电偶和保护通气管，上述热电偶下端不能接触钽坩埚边，以便观察钽坩埚内熔融态合金的温度。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、操作简单，安全性高，成品率高，适合规模化生产。
2、能防止坩埚内有过多的残渣，由内至外，形成内部杂质少、组织均匀、性能稳定的合金。
3、利用温度场控制杂质凝固方法，避免了二次杂质。
附图说明
图1是本发明纯化装置示意简图。
图2是本发明实施例1获得的AZ31与未经纯化处理的AZ31中杂质含量柱状比较图。
图3是本发明实施例2获得的Mg-6Zn 与未经纯化处理的Mg-6Zn在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能柱状比较图。
具体实施例
实施例1
在图1所示的一种镁合金物理纯化装置示意简图中，在水槽1的上部设有进水口2，在其下部设有出水口8，钽坩埚4设在上述水槽上面，上述钽坩埚的底部为锥形，其角度β为120°，钽坩埚的高度为800 mm，在上述钽坩埚底部的***设有内外2层挡板3，该挡板与钽坩埚之间的角度α为45°，内挡板的高度为400 mm，外挡板的高度为133 mm，内外层挡板之间的距离是300 mm，内层挡板和坩埚壁之间的距离是400 mm。在上述钽坩埚锅口设有密封盖7，该密封盖上设有***钽坩埚内的热电偶5和保护通气管6。
取纯铝 0.15kg、 锌 0.05kg、镁 4.8kg，在400 ℃预热30 min ，在750 ℃、混合气体-1%SF6+氩气保护下，采用普通石墨坩埚熔炼，依次添加完全后搅拌30 min，将上述混合均匀的熔体，浇注到在620℃预热60 min的纯化装置的钽坩埚中，盖好坩埚的密封盖，同时通过保护通气管向钽坩埚中通入混合气体-1%SF6+氩气，浇注后升温至720 ℃，静置60分钟，以10 mm/s的速度将坩埚放入已注水的水槽中，便得到组织均匀，熔体干净的AZ31镁合金。
如图2所示，经过纯化处理的镁合金与未经过纯化处理的镁合金相比，经过纯化处理的镁合金的杂质含量明显降低，而且和周围合金相比，中心部分的杂质含量偏低，证明凝固温度场成四周发散分布。
实施例2
一种镁合金物理纯化装置，在水槽的上部设有进水口，在其下部设有出水口，钽坩埚设在上述水槽上面，上述钽坩埚的底部锥形的角度为150°，钽坩埚的高度为600 mm，在上述钽坩埚底部的***设有内外2层挡板，该挡板与钽坩埚之间的角度为90°，内挡板的高度为600 mm，外挡板的高度为300 mm，内外层挡板之间的距离是200 mm，内层挡板和坩埚壁之间的距离是500 mm。在上述钽坩埚锅口设有密封盖，该密封盖上设有***钽坩埚内的热电偶和保护通气管。
取纯锌0.3kg、镁 4.7kg，将镁合金原料镁、锌等在300℃预热60 min ，在750 ℃、混合气体-1%SF6+氩气保护下，采用普通石墨坩埚熔炼，依次添加完全后搅拌30 min，将上述混合均匀的熔体，浇注到在700℃预热120 min的纯化装置的钽坩埚中，盖好坩埚的密封盖，同时通过保护通气管向钽坩埚中通入混合气体-1%SF6+氩气，浇注后升温至720 ℃，静置120分钟，以100 mm/s的速度将坩埚放入已注水的水槽中。
如图3所示，将经过纯化处理的Mg-6Zn镁合金和未经处理的Mg-6Zn镁合金放入3.5%NaCl溶液中，相比较，经过纯化处理后的合金的耐腐蚀性明显提高，证明凝固温度场成四周发散分布。
Claims (3)
1.一种镁合金物理的纯化方法，其特征在于：将镁合金原料镁、铝、锌等在300-400 ℃预热30-60 min ，在750 ℃、混合气体-1%SF6+氩气保护下，采用普通石墨坩埚熔炼，依次添加完全后搅拌30 min，将上述混合均匀的熔体，浇注到在620-700℃预热60-120 min的纯化装置的钽坩埚中，盖好坩埚的密封盖，同时通过保护通气管向钽坩埚中通入混合气体-1%SF6+氩气，浇注后升温至720 ℃，静置60-120分钟，以10-100 mm/s的速度将坩埚放入已注水的水槽中。
2.一种上述权利要求1所用的纯化装置，其主要包括：水槽、进出水口、钽挡板、钽坩埚、热电偶、保护气通气管和密封盖，其特征在于：在水槽的上部设有进水口，在其下部设有出水口，钽坩埚设在上述水槽上面，上述钽坩埚的底部为锥形，其角度为120-175°; 在上述钽坩埚底部的***设有内外2层挡板，在上述钽坩埚锅口设有密封盖，该密封盖上设有***钽坩埚内的热电偶和保护通气管，上述热电偶下端不能接触钽坩埚边。
3.根据权利要求2所述的一种纯化装置，其特征在于：上述内挡板与钽坩埚之间的角度为45-90°，内挡板与钽坩埚的高度比为1:1-2，上述外挡板与内挡板的高度比是1:2-3，内层挡板和坩埚壁之间的距离是400-500 mm，内外层挡板之间的距离是200-300 mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210517063.5A CN103042199B (zh) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | 一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210517063.5A CN103042199B (zh) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | 一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103042199A true CN103042199A (zh) | 2013-04-17 |
| CN103042199B CN103042199B (zh) | 2015-08-05 |
Family
ID=48055191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210517063.5A Expired - Fee Related CN103042199B (zh) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | 一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103042199B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024866A (zh) * | 2007-02-14 | 2007-08-29 | 西北工业大学 | 镁合金熔炼及定量浇注装置 |
| CN102626779A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-08 | 辽宁工业大学 | 一种镁合金铸锭的制备方法及凝固*** |
| CN102672148A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-09-19 | 重庆大学 | 一种纯化镁合金的新工艺 |
-
2012
- 2012-12-06 CN CN201210517063.5A patent/CN103042199B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024866A (zh) * | 2007-02-14 | 2007-08-29 | 西北工业大学 | 镁合金熔炼及定量浇注装置 |
| CN102626779A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-08 | 辽宁工业大学 | 一种镁合金铸锭的制备方法及凝固*** |
| CN102672148A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-09-19 | 重庆大学 | 一种纯化镁合金的新工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103042199B (zh) | 2015-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105734369B (zh) | φ784mm的7xxx系超硬铝合金圆棒的热顶铸造工艺 | |
| CN101831579B (zh) | 一种大规格铝合金铸锭的制备方法 | |
| CN102899539B (zh) | 一种压铸用高塑性铝硅合金及其制备方法 | |
| CN102251158A (zh) | 一种汽车轮毂用铝合金及其制作方法 | |
| CN103740957A (zh) | 一种铝合金牺牲阳极的熔铸方法 | |
| CN104174831A (zh) | 一种高体积分数增强相钛基复合材料铸件的铸造方法 | |
| CN104451297A (zh) | 铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺 | |
| CN102274955A (zh) | 阳极板氮气保护隔氧全程快速冷却浇铸工艺及*** | |
| CN104928486B (zh) | 一种分离硅及铝硅合金的方法 | |
| CN109022962B (zh) | 一种航空用铝合金扁铸锭及其制造方法 | |
| CN105568077A (zh) | 一种焊接用铝硅共晶合金杆及其制备工艺 | |
| CN104195348A (zh) | 一种电渣重熔用低硅低杂质预熔渣及其制备方法与应用 | |
| CN103042199B (zh) | 一种镁合金物理纯化方法及其纯化装置 | |
| CN107287462A (zh) | 一种铝合金精炼变质剂及其制备方法和应用 | |
| CN102554186B (zh) | 一种铜电解阳极板的制备方法 | |
| CN204035524U (zh) | 一种制备高纯铜及铜合金铸锭的装置 | |
| CN105838907A (zh) | 钛提纯装置及使用方法 | |
| CN108559891A (zh) | 铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法 | |
| CN104249142A (zh) | 纯净化均质化致密化细晶化钢铁大铸坯的压力铸造方法 | |
| CN104451185B (zh) | 从银镍边角料中熔炼回收银的方法 | |
| CN102978481B (zh) | 一种高强度高导电硼改性工业纯铝的制备方法 | |
| CN103949617A (zh) | 一种制备高纯铜及铜合金铸锭的装置及方法 | |
| CN101863476B (zh) | 一种去除硅中硼元素的方法 | |
| CN103831411A (zh) | 一种高强、耐蚀大规格圆铸锭的制造方法 | |
| CN104073668B (zh) | 一种镁合金除镍方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150805 Termination date: 20181206 |