CN104313437A - 一种zk61m镁合金扁锭制造工艺 - Google Patents

一种zk61m镁合金扁锭制造工艺 Download PDF

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Abstract

一种涉及镁合金制造领域的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，所述的工艺将生产过程中容易在铸锭时出现裂纹、偏析及加杂的环节进行了规范化设计，从而有效的提高了ZK61M镁合金扁锭的成品率。

Description

一种ZK61M镁合金扁锭制造工艺
【技术领域】
本发明涉及镁合金制造领域，尤其是涉及一种用于生产ZK61M镁合金扁锭的制造工艺。
【背景技术】
公知的，由于ZK61M镁合金不但具有良好的耐腐蚀、室温力学和较高的拉伸与压缩屈服强度，而且还具有高温瞬时强度及良好的成形和焊接性能，且使用温度≤150℃，因此，其通常用于制作飞机蒙皮、舱门、壁板、长桁、操作***的摇臂、支座、导弹蒙皮及宇航结构件等；
但是，目前生产镁合金扁锭的传统制造工艺都是以师傅带徒弟的形式，一个一个带出来的，由于传统的制造工艺完全依靠操作人员个人积累的经验来控制，因此，传统工艺总是在结束后才能发现产品出现的问题，如铸锭时的裂纹、偏析及加杂现象等，且传统的做法也只是在发现后总结经验，避免下次再出错，即现有的传统制造工艺对生产中的镁合金扁锭所出现的问题是没有办法解决的，而如果将出现问题的镁合金扁锭进行回炉的话，则回炉损失太大，会给生产方造成一定的经济损失。
【发明内容】
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种ZK61M镁合金扁锭制造工艺，所述的工艺能够有效的提高ZK61M镁合金扁锭的成品率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种ZK61M镁合金扁锭制造工艺，所述的工艺步骤如下：
一、向被加热到150℃的熔化坩埚内加入8－10公斤二号熔剂，等二号熔剂熔化后加入Mg－ Zr中间合金、高纯镁锭、高纯锌锭，然后在温度升到710±5℃后进行搅拌，并在搅拌均匀后静置15min； 
二、在熔化坩埚中取熔化的镁合金液样进行成分分析，要求镁合金液样各成分的质量分数/%符合：铝≤0.03、锌5.5－6.0，锰≤0.007、锆0.6－0.9、硅≤0.008、铁≤0.03、铜≤0.008、镍≤0.005、铍≤0.008、余量为镁；
三、通过导管将分析合格的镁合金熔液导入浇注坩埚内，并保持其温度为710±5℃，此时，向镁合金熔液内添加稀土，然后再加入10－12公斤五号熔剂进行精炼；精炼15min后从浇注坩埚中取镁合金液样进行二次分析，要求镁合金液样各成分的质量分数/%符合：铝≤0.03、锌5.5－6.0，锰≤0.007、锆0.6－0.9、硅≤0.008、铁≤0.03、铜≤0.008、镍≤0.005、铍≤0.008、余量为镁；
四、将二次分析合格的镁合金熔液静置120min，然后通过浇铸导流管将镁合金熔液导入结晶器，且结晶器下面设有用于接住镁合金熔液的底座，镁合金熔液在受到结晶器外面的冷却水冷却后会慢慢形成固体，这时，底座以每分钟33－35mm的速度下降，通过氮气保护液面的镁合金熔液以每分钟8.5－9Kg的流量不断流入结晶器，并直至凝固成ZK61M镁合金扁锭；
进一步，所述的二号熔剂的成分质量分数/%如下：氯化镁38－46、氯化钾32－40、氯化钡5－8、氟化钙3－5、氯化钠＋无水氯化钙＜8、氧化镁＜1.5、水＜3、不熔物＜1.5。
进一步，所述的五号熔剂的成分质量分数/%如下：氯化镁25－34、氯化钾25－29、氯化钡12－15、氟化钙15－20、氟化镁15－20、氧化镁≤2、水≤2、不熔物≤1.5。
进一步，所述工艺中的锆成分质量分数/%为0.7－0.8；熔铸镁合金扁锭时能够采用高度为210mm，窄面尺寸为180mm，宽面尺寸为1200mm的矮结晶器；铸造冷却水用量为每分钟120公斤浇铸导流管的斜度为65－75度。
进一步，所述工艺中的锌成分质量分数/%为5.8－5.9；结晶器窄面为R60度；每分钟的冷却水流量不超过150公斤；结晶器内的镁合金熔液液面不低于45mm，铸造速度不超过每分钟40mm。
进一步，向结晶器内导入镁合金熔液时，当镁合金熔液高度为10mm时，能够在其液面放置一块镁合金带。
进一步，所述的工艺制出ZK61M镁合金扁锭需时效一年后才能进行再加工。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺通过将生产过程中容易在铸锭时出现裂纹、偏析及加杂的环节进行了规范化设计，从而不但有效的保障了工艺的整体效率，提高了ZK61M镁合金扁锭的成品率，而且还因成品率的提高而相应的降低了ZK61M镁合金的成本。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例：
本发明所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺的生产步骤如下：
一、向被加热到150℃的熔化坩埚内加入8－10公斤二号熔剂，等二号熔剂熔化后加入Mg－ Zr中间合金、高纯镁锭、高纯锌锭，然后在温度升到710±5℃后进行搅拌，并在搅拌均匀后静置15min；所述的二号熔剂的成分质量分数/%如下：氯化镁38－46、氯化钾32－40、氯化钡5－8、氟化钙3－5、氯化钠＋无水氯化钙＜8、氧化镁＜1.5、水＜3、不熔物＜1.5，由于二号熔剂熔化后能够在镁合金液表面形成一层膜，而这层膜能够使镁合金液与空气隔开，即利用加入的二号熔剂起到灭火的作用，从而保障安全生产；
二、在熔化坩埚中取熔化的镁合金液样进行成分分析，要求镁合金液样各成分的质量分数/%符合：铝≤0.03、锌5.5－6.0，锰≤0.007、锆0.6－0.9、硅≤0.008、铁≤0.03、铜≤0.008、镍≤0.005、铍≤0.008、余量为镁；
三、通过导管将分析合格的镁合金熔液导入浇注坩埚内，并保持其温度为710±5℃，此时，向镁合金熔液内添加稀土，然后再加入10－12公斤五号熔剂进行精炼；所述的五号熔剂的成分质量分数/%如下：氯化镁25－34、氯化钾25－29、氯化钡12－15、氟化钙15－20、氟化镁15－20、氧化镁≤2、水≤2、不熔物≤1.5，加五号熔剂精炼是为了使镁合金液中的杂质充分沉淀；精炼15min后从浇注坩埚中取镁合金液样进行二次分析，要求镁合金液样各成分的质量分数/%符合：铝≤0.03、锌5.5－6.0，锰≤0.007、锆0.6－0.9、硅≤0.008、铁≤0.03、铜≤0.008、镍≤0.005、铍≤0.008、余量为镁；
四、将二次分析合格的镁合金熔液静置120min，然后通过斜度为65－75度的浇铸导流管将镁合金熔液导入结晶器，且结晶器下面设有用于接住镁合金熔液的底座，镁合金熔液在受到结晶器外面的冷却水冷却后会慢慢形成固体，这时，底座以每分钟33－35mm的速度下降，通过氮气保护液面的镁合金熔液以每分钟8.5－9Kg的流量不断流入结晶器，并直至凝固成ZK61M镁合金扁锭；根据需要，所述工艺制造出的ZK61M镁合金扁锭需要时效一年，即经过春、夏、秋、冬四季后才能用于再加工以制造相关产品；此外，在向结晶器内导入镁合金熔液时，当镁合金熔液高度为10mm时，能够在其液面放置一块镁合金带，从而以此来达到减少镁合金扁锭出现裂纹的机率；
为了提高ZK61M镁合金扁锭的强度，所述镁合金液样中的锆的成分质量分数/%为0.7－0.8，以使结晶晶核数量增多，将晶粒控制在1mm内的尺度；并在熔铸镁合金扁锭时采用高度为210mm，窄面尺寸为180mm，宽面尺寸为1200mm的矮结晶器；将铸造冷却水用量设为每分钟120公斤，使镁合金熔液在结晶器内瞬间凝固，从而不给晶粒长大的时间； 
为了减少ZK61M镁合金扁锭出现的裂纹，相应的提高成品率，所述镁合金液样中的锌的成分质量分数/%为5.8－5.9；结晶器窄面为R60度；每分钟的冷却水流量不超过150公斤；结晶器内的镁合金熔液液面不低于45mm，铸造速度不超过每分钟40mm。
本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

Claims (7)

1.一种ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：所述的工艺步骤如下：
一、向被加热到150℃的熔化坩埚内加入8－10公斤二号熔剂，等二号熔剂熔化后加入Mg－ Zr中间合金、高纯镁锭、高纯锌锭，然后在温度升到710±5℃后进行搅拌，并在搅拌均匀后静置15min； 
二、在熔化坩埚中取熔化的镁合金液样进行成分分析，要求镁合金液样各成分的质量分数/%符合：铝≤0.03、锌5.5－6.0，锰≤0.007、锆0.6－0.9、硅≤0.008、铁≤0.03、铜≤0.008、镍≤0.005、铍≤0.008、余量为镁；
三、通过导管将分析合格的镁合金熔液导入浇注坩埚内，并保持其温度为710±5℃，此时，向镁合金熔液内添加稀土，然后再加入10－12公斤五号熔剂进行精炼；精炼15min后从浇注坩埚中取镁合金液样进行二次分析，要求镁合金液样各成分的质量分数/%符合：铝≤0.03、锌5.5－6.0，锰≤0.007、锆0.6－0.9、硅≤0.008、铁≤0.03、铜≤0.008、镍≤0.005、铍≤0.008、余量为镁；
四、将二次分析合格的镁合金熔液静置120min，然后通过浇铸导流管将镁合金熔液导入结晶器，且结晶器下面设有用于接住镁合金熔液的底座，镁合金熔液在受到结晶器外面的冷却水冷却后会慢慢形成固体，这时，底座以每分钟33－35mm的速度下降，通过氮气保护液面的镁合金熔液以每分钟8.5－9Kg的流量不断流入结晶器，并直至凝固成ZK61M镁合金扁锭。
2.根据权利要求1所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：所述的二号熔剂的成分质量分数/%如下：氯化镁38－46、氯化钾32－40、氯化钡5－8、氟化钙3－5、氯化钠＋无水氯化钙＜8、氧化镁＜1.5、水＜3、不熔物＜1.5。
3.根据权利要求1所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：所述的五号熔剂的成分质量分数/%如下：氯化镁25－34、氯化钾25－29、氯化钡12－15、氟化钙15－20、氟化镁15－20、氧化镁≤2、水≤2、不熔物≤1.5。
4.根据权利要求1所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：所述的镁合金液样中的锆的成分质量分数/%为0.7－0.8；熔铸镁合金扁锭时能够采用高度为210mm，窄面尺寸为180mm，宽面尺寸为1200mm的矮结晶器；铸造冷却水用量为每分钟120公斤浇铸导流管的斜度为65－75度。
5.根据权利要求1所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：所述的镁合金液样中的锌成分质量分数/%为5.8－5.9；结晶器窄面为R60度；每分钟的冷却水流量不超过150公斤；结晶器内的镁合金熔液液面不低于45mm，铸造速度不超过每分钟40mm。
6.根据权利要求1所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：向结晶器内导入镁合金熔液时，当镁合金熔液高度为10mm时，能够在其液面放置一块镁合金带。
7.根据权利要求1所述的ZK61M镁合金扁锭制造工艺，其特征是：所述工艺制出的ZK61M镁合金扁锭需时效一年后才能进行再加工。
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