镁课堂:(三十七)话说镁熔体净化处理

2015年07月21日 9:16 10150次浏览 来源:   分类: 镁应用   作者:

导读: 镁的化学性能活泼,在熔炼铸造过程中易受环境影响,进而影响熔体的品质与材料性能,导致铸件出现气孔、夹杂、夹渣和缩孔等缺陷,它们是由进入熔体中的气体与杂质造成的。因此,为获得高品质的铸件与材料,必须除尽熔体中的异类杂质,这种除去气体与杂质的过程称为熔体净化处理。通常,净化处理措施有:正确使用熔剂,加强熔体表面保护,弃分精炼。不过,当前实用的净化处理法也不能“斩尽杀绝”熔体内的异类物质,最高的净化率也只不过65%左右。

镁的化学性能活泼,在熔炼铸造过程中易受环境影响,进而影响熔体的品质与材料性能,导致铸件出现气孔、夹杂、夹渣和缩孔等缺陷,它们是由进入熔体中的气体与杂质造成的。因此,为获得高品质的铸件与材料,必须除尽熔体中的异类杂质,这种除去气体与杂质的过程称为熔体净化处理。通常,净化处理措施有:正确使用熔剂,加强熔体表面保护,弃分精炼。不过,当前实用的净化处理法也不能“斩尽杀绝”熔体内的异类物质,最高的净化率也只不过65%左右。
  除气
  同铝合金熔体中的气体一样,镁合金熔体含的气体也主要是氢,来自于受潮的熔剂(熔剂具有相当强的吸湿性)、炉料与金属炉料腐蚀后带入的水气。工业生产常用的除气法有:
  惰气法
  向750~760℃熔体中通入占熔体质量0.5%氩或氖,可将熔体中的氢含量由150cm3/kg~190cm3/kg降至100cm3/kg,除气率47.4%~66.6%。通气速度以熔体不发生飞溅为准,通气时间30min,过长将导致晶粒粗化。
  活气法
  在750~760℃熔体中通入占小于熔体3VOL%氯,通气速度2.5L/min~3L/min。熔体温度750℃,生成的MgCl2悬浮于熔体表面,无法形成致密的覆盖层,无法防止镁的燃烧;若熔体温度高于760℃,则反应加速,形成大量MgCl2,形成夹杂;若向Cl2中混入适量CCl4C2Cl6SiC,则对Mg-Al系合金有明显晶粒细化的同时还有良好的除气效果,实践证明,通以占熔体质量(1~1.5%Cl2+0.25%CCl4的混合气体(熔体温度690~710℃)可取得最佳的这种双重效果,不过Cl2对环境不利,不宜再用。
  CCl4
  通入CCl4的熔体温度为750℃左右,通入量为熔体质量的0.1%CCl4在镁合金的熔炼中有着广泛的应用,既有除气作用,但效果不及Cl2的,又有晶粒细化效果,且优于MgCO3的。
  联合法
  先向熔体内通过CO2,再吹送含TiCl4He,可使熔体中的氢下降到60cm3/kg~80cm3/kg,而一般只能降至130cm3/kg~160cm3/kg。除气效果与熔体温度及静置时间有关,670℃时的效果比750℃时的大。
  除夹杂物
  镁合金中夹杂物主要有氧化物,通过夹杂物与熔体的密度差而得以清除,通常用熔剂来清除,熔剂被吸附在夹杂物表面,生成不溶于熔体的复合物沉于坩埚底部。精炼温度一般为730~750℃并搅拌熔体。精炼时间决定于熔炼炉大小及炉料质量,精炼后静置10min~15min,以使夹杂物沉淀。不过镁熔体密度与夹杂物的相差不太大,所以往往达不到完全彻底分离。精炼温度应恰如其分,高了镁的烧损加剧,低了熔体黏度上升,对夹杂物的沉降分离不利。
  熔炼镁--锌系合金时,熔剂用量为熔体质量的1%~1.5%;而熔炼含锆的镁合金,熔剂用量为熔体质量的6%~8%,有时宜高达10%,其中的1.5%~2.0%用于精炼。含锆的镁合金的熔炼不易,要求有熟炼的操作技术,若操作不当,则铸件内易出现高熔点含锆的化合物夹杂。
  精炼处理工序为:首先将坩埚预热到暗红色;调整熔体温度,ZM5Zm10合金的为710~1740℃,ZM1ZM2ZM3ZM6合金的为750~760℃;将搅拌器插入熔体深度2/3处,由上而下强烈搅拌熔体4min~8min,直到熔体表面亮如镜为止,同时在搅拌过程中向熔体表面均匀地撒精炼剂,熔剂量为炉料质量的1.5%~2.5%;清除浇嘴、挡板、坩埚壁和熔体表面的熔剂,再撒一层覆盖熔剂;调整浇注温度,浇注完毕后,坩埚应留有10%~20%熔体。

责任编辑:于璐

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