CN1563457A - 镁合金玻璃体覆盖熔剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镁合金玻璃体覆盖熔剂及其生产方法，熔剂的化学组分质量百分比范围为：45－65％氯化镁、10－22％氯化钾、10－22％氯化钠、2－10％氯化钙、3－10％氟化钙、2－8％氧化镁、2－6％冰晶石、0.5－5％的玻璃化剂，其中玻璃化剂为：氧化硼和/或硼酸钠。使用过程中，本发明的熔剂在高温下为玻璃态，不会在镁熔体内部的液体扰动下出现裂纹，增强了保护效果，保护效果持续3.5小时以上。此外，本发明的玻璃体熔剂能够吸附和溶解氧化夹杂，并对熔体中的氢具有很强的吸附和保持能力，使合金组织中氧化夹杂和气孔明显减少，具有合适的熔点、密度、粘度及表面张力，造渣能力强，且不易产生熔剂夹杂。

Description

镁合金玻璃体覆盖熔剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及的是一种镁合金玻璃体覆盖熔剂及其生产方法，生产一种使用过程中呈玻璃体且作用时间很长的镁合金覆盖熔剂，以防止镁合金熔炼过程中的氧化与燃烧。属于金属材料及冶金类领域。

背景技术

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度比刚度高、减振性好、电磁屏蔽能力强及易于回收等性能特点。自20世纪90年代以来，各工业发达国家高度重视镁合金的研究和开发，并已将镁合金广泛应用于国防军工、航空航天、汽车和电子信息产业等领域，有着十分广阔的市场前景。

但镁合金的化学活性很强，在空气中容易氧化燃烧，且生成的氧化膜是疏松的，不能起保护作用。特别在高温情况下，氧化反应放出的热量若不能及时散发，则很容易燃烧。因此，镁合金熔炼过程中必须采取防止氧化、燃烧的措施。如采用覆盖熔剂或保护性气体，隔绝氧气与镁液的接触，这与一般铝合金熔化工艺是不同的。

目前生产中普遍使用RJ系列熔剂[如文献《有色铸造合金及熔炼》，(陆树荪等，国防工业出版社，1983年5月出版，P195-199)中所描述]，RJ系列熔剂是由无水光卤石为主添加一些氟化物、氯化物组成的。该熔剂的密度比镁合金液大，使用过程中会逐渐下沉，需不断添加熔剂以维持保护效果，故熔剂的用量大。另一方面，该熔剂覆盖作用不持久，保护效果也不佳，保护时间很短，约1小时。随着时间的延长，表面熔剂层“老化”，有时液面上会出现长短不一的宽2-3mm裂纹，造成镁熔体液面裸露出来，发生氧化燃烧。实际生产和研究中，镁熔体有时需要加热到760-800℃的高温，如果没有很好的保护，此时的镁熔体吸气和氧化特别严重，甚至剧烈燃烧，而目前普遍使用的RJ系列熔剂在760-800℃的高温下的保护效果极差，无法满足保护要求。此外，RJ系列熔剂造渣能力低，且与镁熔体的分离性差，易裹入镁熔体内形成熔剂夹杂。

综上所述，为提高镁合金熔炼过程中的保护效果，研究一种新型的覆盖效果好、造渣能力强的镁合金覆盖熔剂是扩大镁合金铸件生产和提高质量的一项刻不容缓的任务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有镁合金覆盖剂的不足之处，提出一种在金属熔炼过程中能形成完整严密的覆盖层，对镁熔体中夹杂物有较强的吸附能力，且易于与镁熔体分离的新型镁合金玻璃体覆盖熔剂。该熔剂在镁熔体的高温作用下呈玻璃态悬浮在镁液表面，保护时间长久，且不易混入合金液而形成熔剂夹杂。

为实现这个目的，本发明提供的镁合金熔剂的化学组成在现有熔剂的基础上作了较大调整，并加入了造渣剂和玻璃化剂。其成分质量百分比范围为：45-65％氯化镁、10-22％氯化钾、10-22％氯化钠、2-10％氯化钙、3-10％氟化钙、2-8％氧化镁、2-6％造渣剂冰晶石、0.5-5％的玻璃化剂，其中的玻璃化剂为：氧化硼和/或硼酸钠。

本发明镁合金玻璃体覆盖熔剂的生产方法为：将坩埚升温到一定温度后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化镁和冰晶石，升温到部分熔化后，加入氟化钙和玻璃化剂硼化物，升温到750-790℃，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用20-40号筛过筛。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

本发明的使用工艺为：在熔炼炉中加入工业纯镁或者镁合金锭，采用2-3％的覆盖熔剂，先在炉内撒入少量覆盖剂，炉内温度高于500℃以后，覆盖剂逐渐熔化，熔剂在镁锭表面铺开，镁锭没有发生氧化燃烧。镁锭温度继续升高并且逐步熔化，镁锭完全融化后，继续在镁液表面撒覆盖剂，覆盖剂迅速在镁液表面熔化发泡并铺展开，覆盖在镁液表面隔绝空气，镁液表面不产生氧化燃烧。

本发明提供的镁合金玻璃体覆盖熔剂具有显著的优点，熔剂中加入的玻璃化剂硼化物使渣相物理化学性质有所改变，该熔剂在高温下成为玻璃态。使用过程中，本发明的玻璃体熔剂不会象普通的无机混合盐熔剂一样在镁熔体内部的液体扰动下出现裂纹，增强了保护效果，延长了保护时间，保护效果持续3.5小时以上。此外，本发明的玻璃体熔剂能够吸附和溶解氧化夹杂，并对熔体中的氢具有很强的吸附和保持能力，使合金组织中氧化夹杂和气孔明显减少。本发明熔剂具有合适的熔点、密度、粘度及表面张力，造渣能力强，且不易产生熔剂夹杂。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1：

镁合金玻璃体覆盖熔剂成分(质量百分数)：65％氯化镁(MgCl₂)、10％氯化钾(KCl)、10％氯化钠(NaCl)、3％氯化钙(CaCl₂)、3％氟化钙(CaF₂)、2％氧化镁(MgO)、6％冰晶石(Na₃AlF₆)、1％氧化硼(B₂O₃)。

本镁合金玻璃体覆盖熔剂的生产方法为：将坩埚升温到约350℃后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化镁和冰晶石，升温到部分熔化后，加入氟化钙和氧化硼，升温到770℃左右，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用20号筛过筛。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，在工业用镁熔炼炉中加入工业纯镁或镁合金，采用2％的覆盖剂，先在炉内撒入少量覆盖剂，炉内温度高于500℃以后，覆盖剂逐渐熔化，熔剂在镁锭表面铺开，镁锭没有发生氧化燃烧。镁锭温度继续升高并且逐步熔化，镁锭完全融化后，继续在镁液表面撒覆盖剂，覆盖剂迅速在镁液表面熔化并铺展开，覆盖在镁液表面隔绝空气，镁液表面不产生氧化燃烧，这种保护效果持续4小时以上。

实施例2：

镁合金玻璃体覆盖熔剂成分(质量百分数)：50％氯化镁(MgCl₂)、20％氯化钾(KCl)、10％氯化钠(NaCl)、2％氯化钙(CaCl₂)、9％氟化钙(CaF₂)、2％氧化镁(MgO)、2％冰晶石(Na₃AlF₆)、5％硼酸钠(Na₂B₄O₇)。

本镁合金玻璃体覆盖熔剂的生产方法为：将坩埚升温到约350℃后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化镁和冰晶石，升温到部分熔化后，加入氟化钙和硼酸钠，升温到790℃左右，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用30号筛过筛。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，在工业用镁熔炼炉中加入工业纯镁或镁合金，采用2.5％的覆盖剂，先在炉内撒入少量覆盖剂，炉内温度高于500℃以后，覆盖剂逐渐熔化，熔剂在镁锭表面铺开，镁锭没有发生氧化燃烧。镁锭温度继续升高并且逐步熔化，镁锭完全融化后，继续在镁液表面撒覆盖剂，覆盖剂迅速在镁液表面熔化并铺展开，覆盖在镁液表面隔绝空气，镁液表面不产生氧化燃烧，这种保护效果持续3.5小时以上。

实施例3：

镁合金玻璃体覆盖熔剂成分(质量百分数)：45％氯化镁(MgCl₂)、10％氯化钾(KCl)、20％氯化钠(NaCl)、10％氯化钙(CaCl₂)、3％氟化钙(CaF₂)、8％氧化镁(MgO)、2％冰晶石(Na₃AlF₆)、1％氧化硼(B₂O₃)、1％硼酸钠(Na₂B₄O₇)。

本镁合金玻璃体覆盖熔剂的生产方法为：将坩埚升温到约360℃后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化镁和冰晶石，升温到部分熔化后，加入氟化钙、氧化硼和硼酸钠，升温到780℃左右，搅拌均匀，浇注成块。破碎后装入球磨机辗磨成粉状，用40号筛过筛。配好的熔剂应装入密闭容器中备用。

使用时，在工业用镁熔炼炉中加入工业纯镁或镁合金，采用3％的覆盖剂，先在炉内撒入少量覆盖剂，炉内温度高于500℃以后，覆盖剂逐渐熔化，熔剂在镁锭表面铺开，镁锭没有发生氧化燃烧。镁锭温度继续升高并且逐步熔化，镁锭完全融化后，继续在镁液表面撒覆盖剂，覆盖剂迅速在镁液表面熔化并铺展开，覆盖在镁液表面隔绝空气，镁液表面不产生氧化燃烧，这种保护效果持续4.5小时以上。

Claims (2)

1、一种镁合金玻璃体覆盖熔剂，其特征在于成分质量百分比范围为：45-65％氯化镁、10-22％氯化钾、10-22％氯化钠、2-10％氯化钙、3-10％氟化钙、2-8％氧化镁、2-6％冰晶石、0.5-5％的玻璃化剂，其中玻璃化剂为：氧化硼和/或硼酸钠。

2、一种权利要求1的镁合金玻璃体覆盖熔剂的生产方法，其特征在于将坩埚升温后，加入氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化镁和冰晶石，升温到部分熔化后，加入氟化钙和玻璃化剂硼化物，升温到750-790℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机辗磨成粉状，过筛，装入密闭容器中备用。