專利名稱：鎂合金鋯化合物除硅熔劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種鎂合金除硅熔劑及其生產(chǎn)方法，尤其涉及的是一種鎂合金鋯化合物除硅熔劑及其生產(chǎn)方法，屬于金屬材料及冶金類技術(shù)領(lǐng)域。
當(dāng)前有關(guān)鎂合金除硅熔劑配方的報(bào)道極少，文獻(xiàn)《鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用》(翟春泉，曾小勤，丁文江等。機(jī)械工程材料，2001，25(1)6-10)介紹了一種鎂合金除硅熔劑，其組成為20-35％MgCl2，16-29％KCl，12-23％CaF2，8-12％BaCl2，8-12％MgF2。該熔劑具有一定的去除SiO2的效果，但去除Mg2Si的能力較差。雖然，鹵化鈷或四氯化鈦可與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生揮發(fā)性氣體或由于物理吸附使產(chǎn)物沉入渣中而降低鎂中的含硅量，式中X-鎂中雜質(zhì)，Me-添加劑。但鹵化鈷的價(jià)格較貴，難以推廣應(yīng)用。而添加四氯化鈦，要在密閉的容器中通入氬氣精煉，設(shè)備復(fù)雜，大大提高了合金的成本。因此，有必要開發(fā)新的鎂合金除硅熔劑。
為實(shí)現(xiàn)這個目的，本發(fā)明提供了一種鎂合金鋯化合物除硅熔劑及其生產(chǎn)方法，熔劑中采用了含水氯化鎂(MgCl2·6H2O)，并加入了氟化鈉(NaF)和四氯化鋯(ZrCl4)和/或氟鋯化鉀(K2ZrF6)。其組分范圍(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為30-45％含水氯化鎂(MgCl2·6H2O)、15-25％氯化鉀(KCl)、5-12％氯化鋇(BaCl2)、10-17％氟化鈣(CaF2)、10-25％氟化鎂(MgF2)、3-8％氟化鈉(NaF)、2-8％的四氯化鋯(ZrCl4)和/或氟鋯化鉀(K2ZrF6)。
本發(fā)明提供的鎂合金除硅熔劑生產(chǎn)方法為將坩堝升溫到一定溫度后，加入氯化鉀和氯化鋇，升溫到部分熔化后，加入氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉，升溫到750-790℃，攪拌均勻，澆注成塊。破碎后裝入球磨機(jī)，之后加入氯化鎂、四氯化鋯和/或氟鋯化鉀，用球磨機(jī)輾磨成粉狀，采用20-40號篩過篩。配好的熔劑裝入密閉容器中備用。
使用時，當(dāng)鎂合金在電阻坩堝爐內(nèi)熔煉升溫到～760℃時，將3％的除硅熔劑不斷撒于液面，同時用精煉勺上下攪動，使鎂液循環(huán)流動，以延長溶劑液滴的流程，通常保持10分鐘左右至液面呈光亮鏡面為止。
本熔劑使用了由CaF2、MgF2、NaF組成的混合氟化鹽，精煉過程中，熔劑中的氟化鈣可以除掉以SiO2形式存在的硅，發(fā)生如下化學(xué)作用使硅以氣態(tài)揮發(fā)掉，，但CaF2不能去除Mg2Si。熔劑中的MgF2在精煉過程中發(fā)生下列反應(yīng)，，使SiO2得到進(jìn)一步去除。另外，本熔劑在使用過程中，MgF2還將與MgCl2中的結(jié)晶水作用析出HF。，生成的HF可有效地去除Mg2Si，，。
除此之外，熔劑中還加入了活性較高的鋯化合物來除硅。精煉過程中，鋯化合物與鎂中的雜質(zhì)硅作用生成在鎂中溶解度低的難熔的金屬間化合物，然后沉降下來。鋯以ZrCl4和/或K2ZrF6的形式加入。四氯化鋯ZrCl4可與鎂發(fā)生如下作用，，而K2ZrF6與Mg的反應(yīng)如下，，生成的單質(zhì)鋯Zr與熔融鎂的密度差較大，且鋯的化學(xué)活性很強(qiáng)，可與鎂中的Si生成不溶于鎂的化合物沉入渣中。Zr還能與鎂熔體中的H2形成固態(tài)化合物，從而降低溶解在鎂中的氫量。
本發(fā)明提供的鎂合金鋯化合物除硅熔劑具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，該熔劑克服了現(xiàn)有鎂合金熔劑除硅效果差及難以去除Mg2Si的不足之處，能有效地降低鎂合金中的含硅量，尤其對Mg2Si具有較好的去除效果，從而改善鎂合金的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。同時，本發(fā)明的熔劑具有優(yōu)良的除渣性能，并且操作方便、價(jià)格低廉。熔劑與合金液有較大的密度差，粘度合適，化學(xué)穩(wěn)定性好，不易混入合金液產(chǎn)生熔劑夾雜。該熔劑有害氣體較少，符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及廢氣排放要求。
具體實(shí)施例方式以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
本鎂合金除硅熔劑的生產(chǎn)方法為將坩堝升溫到約300℃溫度后，加入氯化鉀和氯化鋇，升溫到部分熔化后，加入氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉，升溫到約750℃，攪拌均勻，澆注成塊。破碎后裝入球磨機(jī)，之后加入氯化鎂和四氯化鋯，用球磨機(jī)輾磨成粉狀，采用20號篩過篩。配好的熔劑裝入密閉容器中備用。
使用時，當(dāng)鎂合金在電阻坩堝爐內(nèi)熔煉升溫到～760℃時，將3％的除硅熔劑不斷撤于液面，同時用精煉勺上下攪動，使鎂液循環(huán)流動，以延長溶劑液滴的流程，保持10分鐘左右至液面呈光亮鏡面為止。用于AZ91鎂合金，其硅量可從0.069％降到0.018％以下。
本鎂合金除硅熔劑的生產(chǎn)方法為將坩堝升溫到約250℃溫度后，加入氯化鉀和氯化鋇，升溫到部分熔化后，加入氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉，升溫到約760℃，攪拌均勻，澆注成塊。破碎后裝入球磨機(jī)，之后加入氯化鎂和氟鋯化鉀，用球磨機(jī)輾磨成粉狀，采用30號篩過篩。配好的熔劑裝入密閉容器中備用。
使用時，當(dāng)鎂合金在電阻坩堝爐內(nèi)熔煉升溫到～760℃時，將3％的除硅熔劑不斷撒于液面，同時用精煉勺上下攪動，使鎂液循環(huán)流動，以延長溶劑液滴的流程，保持10分鐘左右至液面呈光亮鏡面為止。用于AZ91鎂合金，其硅量可從0.069％降到0.014％以下。實(shí)施例3鎂合金鋯化合物除硅熔劑組分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))30％含水氯化鎂(MgCl2·6H2O)、23％氯化鉀(KCl)、10％氯化鋇(BaCl2)、16％氟化鈣(CaF2)、10％氟化鎂(MgF2)、7％氟化鈉(NaF)、2％的四氯化鋯(ZrCl4)和2％的氟鋯化鉀(K2ZrF6)。
本鎂合金除硅熔劑的生產(chǎn)方法為將坩堝升溫到約350℃溫度后，加入氯化鉀和氯化鋇，升溫到部分熔化后，加入氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉，升溫到約790℃，攪拌均勻，澆注成塊。破碎后裝入球磨機(jī)，之后加入氯化鎂、四氯化鋯和氟鋯化鉀，用球磨機(jī)輾磨成粉狀，采用40號篩過篩。配好的熔劑裝入密閉容器中備用。
使用時，當(dāng)鎂合金在電阻坩堝爐內(nèi)熔煉升溫到～760℃時，將3％的除硅熔劑不斷撒于液面，同時用精煉勺上下攪動，使鎂液循環(huán)流動，以延長溶劑液滴的流程，保持10分鐘左右至液面呈光亮鏡面為止。用于AZ91鎂合金，其硅量可從0.069％降到0.012％以下。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金鋯化合物除硅熔劑，其特征在于組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30-45％含水氯化鎂、15-25％氯化鉀、5-12％氯化鋇、10-17％氟化鈣、10-25％氟化鎂、3-8％氟化鈉、2-8％的四氯化鋯和/或氟鋯化鉀。
2.一種如權(quán)利要求1所說的鎂合金鋯化合物除硅熔劑的生產(chǎn)方法，其特征在于將坩堝升溫后，加入氯化鉀和氯化鋇，升溫到部分熔化后，加入氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉，升溫到750-790℃，攪拌均勻，澆注成塊，破碎后裝入球磨機(jī)，之后加入氯化鎂、四氯化鋯和/或氟鋯化鉀，用球磨機(jī)輾磨成粉狀，過篩后裝入密閉容器中備用。
全文摘要
一種鎂合金鋯化合物除硅熔劑及其生產(chǎn)方法，其組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30－45％含水氯化鎂、15－25％氯化鉀、5－12％氯化鋇、10－17％氟化鈣、10－25％氟化鎂、3－8％氟化鈉、2－8％的四氯化鋯和/或氟鋯化鉀。先將坩堝升溫，加入氯化鉀和氯化鋇，升溫到部分熔化后，加入氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉，升溫到750－790℃，攪拌均勻，澆注成塊。破碎后裝入球磨機(jī)，再加入氯化鎂、四氯化鋯和/或氟鋯化鉀，輾磨成粉狀配成熔劑。本發(fā)明提供的鎂合金鋯化合物除硅熔劑具有優(yōu)良的除渣性能，能有效降低鎂合金中的含硅量，尤其對Mg
文檔編號C22B26/22GK1477218SQ03141550
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者吳國華, 丁文江, 曾小勤, 劉六法 申請人:上海交通大學(xué)