[发明专利]一种防止镁合金氧化燃烧的气体保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止镁合金氧化燃烧的方法，采用六氟丙烯(又称全氟丙烯，分子式C₃F₆)与稀释气体的混合气体作为镁合金熔炼时的保护气体，属于镁合金冶金技术领域。 

背景技术

镁合金不仅密度小、比强度高、比刚度高，而且还具有阻尼性能好、切削加工性能好、导电性好、尺寸稳定、成本低、无污染、易回收等优点，在汽车、通讯、电子和航天航空等领域得到日益广泛的应用，是21世纪重要的轻质高强度材料之一。但是，镁合金在熔炼、加工和热处理等过程中易发生氧化燃烧现象。多年来，人们一直在寻找阻止镁合金熔炼过程中氧化燃烧的方法。目前，国内外常用的阻止镁合金燃烧的方法有三种：熔剂保护法、合金元素法和气体保护法。气体保护法是目前应用最广的镁合金熔炼保护方法。工业上常用的保护气体有SF₆和SO₂等。SO₂由于腐蚀性大，泄漏易造成环境污染，因此上世纪70年代以来普遍采用SF₆混合气体的气体保护技术。然而，上世纪末，温室效应所引起的环境问题引起人们的关注，SF₆是一种严重的温室效应气体，其温室效应约为CO₂的23900倍，属于1997年京都议定书中规定要逐步淘汰的气体。欧美等发达国家已经立法，在2010年前逐步限制和停止使用SF₆，国际镁业协会(IMA)也确定镁工业界于2015年前实现SF₆的零排放。因此，当今镁工业界面临严峻的挑战，迫切需要寻找优质、高效、环保的保护气体和保护技术，以替代现有的SF₆气体保护技术。 

发明内容

为了解决当前国际镁工业界使用高温室效应的SF₆或腐蚀性大的SO₂气体进行镁合金熔炼保护时所带来环境、设备和人体危害等问题，本发明提供了一种用六氟丙烯(又称全氟丙烯，分子式C₃F₆)气体防止镁合金高温氧化燃烧的方法。该方法使用的六氟丙烯气体具有低温室效应、无色无臭，在使用浓度下，毒性极低，几乎对人体无影响，优质、高效、环保，成本低，方法简单易行，具有显著的环保价值和经济效益，适合工业化大规模推广应用。 

本发明提出的防止镁合金氧化燃烧的方法，其特征在于：所述方法是通过在镁合金熔炼时通入由六氟丙烯和稀释气体组成的混合气体进行镁合金熔炼保护；所述气体在镁合金熔炼时，用常规的方法进行气体的干燥、混合和输送至需要保护的镁合金表面进行保护。所述混合气体中，六氟丙烯占混合气体的体积含量为0.01～10％，稀释气体占混合气体的总体积含量为90～99.99％。 

在镁合金熔炼时，将所述的六氟丙烯和稀释气体用常规的方法进行干燥、混合并输送到需要保护的镁合金表面进行保护；所述稀释气体为N₂、CO₂、Ar和压缩空气中的一种或多种。 

本发明与现有的SF₆或SO₂气体保护技术相比，具有环保，可有效防止镁合金氧化燃烧的特点。六氟丙烯(分子式C₃F₆)通常情况下为无色无臭气体，熔点-156.2℃，沸点-29.4℃，相对密度1.58，具有良好的环境性能(ODP＝0，GWP＝2)，不燃，作为镁合金熔炼保护气体具有良好的保护效果，因此，其作为SF₆和SO₂保护气体的替代品具有无可比拟的优势。已在实验室稳定运行，证明安全可靠。 

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步详细说明。 

本发明通过在镁合金熔炼炉内通入六氟丙烯(分子式C₃F₆)气体和稀释气体(可用干燥的N₂、CO₂、Ar和压缩空气中的一种或多种)的混合气体进行镁合金熔炼保护。镁合金熔炼时，用常规的方法进行气体的干燥、混合和输送至需要保护的镁合金表面进行保护作用。本发明的镁合金熔炼气体保护方法具体实施步骤为：