[发明专利]镁钆钇三元中间合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金技术领域的制备方法，具体是一种镁钆钇三元中间合金的制备方法。

背景技术

随着镁合金的发展，Mg-RE系镁合金以优良的力学性能和高温抗蠕变性能在航空航天、军工、汽车等高科技领域有着广阔的发展前景，在Mg-RE系镁合金的种类迅速扩充并相应地应用到工业生产中时，对其镁稀土合金的熔炼技术提出了新的要求：在保证合金性能的前提下，以最少的能量在最短的时间里熔炼出合格的镁稀土合金，既减少了合金熔炼的时间和金属元素的损耗，节约了生产成本，又能够准确控制合金的成分。从而有效地提高生产效率，减少污染。因此找出一种制备Mg-Gd-Y三元中间合金的简单方法具有重要意义。

查阅文献发现Mg-Gd-Y三元中间合金的传统熔炼方法主要有两种，一种是日本人在研究镁稀土合金过程中所用的熔炼的方法(谷池茂弘，北口豊，鎌士 重晴，小島陽，関伊佐夫，久保田耕平，マグネシウム-重希士類元素合金の鍛造性および鍛造材の時効特性と引張特性.軽金属，1997，47(5)：261～266)：其方法是利用纯度为99.9％的镁、纯稀土Gd和纯稀土Y作为原料熔炼Mg-Gd-Y三元中间合金。这种方法对设备要求高，原料昂贵，单炉产量少，熔炼的温度过高(830～870℃)，给生产带来一定的危险性。在专利CN 1676646A中公开的一种熔炼Mg-Gd-Y三元中间合金的方法为：先将纯镁放入熔炼炉中熔化，然后将Mg-Gd中间合金直接加入到纯镁液中，当Mg-Gd中间合金完全熔化且熔体温度升高到720～740℃时加入Mg-Y中间合金，并在此过程中需要不断通以保护气体或者添加覆盖剂，由于需要熔炼纯镁，则熔炼的时间较长，元素的氧化和烧损严重。中间合金由于密度大，在熔炼时沉到熔液的底部熔化，同时由于稀土元素的密度大，在镁合金熔液中的扩散系数小，熔化后的稀土元素滞留在熔体的底部，造成合金成分难以控制和原料的收得率较低，容易产生沉降和成分偏析，严重地降低了工作效率和增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种镁钆钇三元中间合金的制备方法。本发明的制备方法没有使用纯镁，省去了熔炼纯镁的时间，减少了熔炼纯镁过程中镁元素的氧化和烧损，稀土元素的收得率高。

本发明主要通过以下技术方案实现的，包括如下步骤：

步骤一，预热Mg-Y二元中间合金和Mg-Gd二元中间合金到150～350℃；

步骤二，将Mg-Y二元中间合金加入到熔炼炉中，熔化，当温度升高到400～500℃时开始通入保护气体；

步骤三，当Mg-Y二元中间合金全部熔化后，升高温度到730～750℃，加入Mg-Gd二元中间合金；

步骤四，在Mg-Gd二元中间合金完全熔化后，将熔液的温度保持在730～750℃，加入精炼剂，精炼；

步骤五，精炼完成后，将温度保持在730～750℃静置，得到Mg-Gd-Y三元中间合金。

步骤一中，所述Mg-Y二元中间合金为Mg-(5～10wt.％)Y；所述Mg-Gd二元中间合金为Mg-(60～80wt.％)Gd。

步骤二中，所述保护气体为惰性气体、惰性气体与SF₆的混合气、或CO₂与SF₆的混合气中的一种。

步骤三中，所述加入具体为：夹持Mg-Gd二元中间合金置于熔液的液面下，同时轻微搅动。

步骤四中，所述精炼剂的加入量为熔液总重量的1～4％，在精炼前对精炼剂预热，在精炼过程中均匀撒在熔液中并搅动。

步骤四中，所述精炼剂的组分及重量百分比为：MgCl₂ 40～50％，KCl 20～25％，CaF₂ 10～15％，NaCl 10～15％，CaCl₂ 3～5％，BeCl₂ 3～5％。

步骤四中，所述精炼时间为5～12分钟。

步骤五中，所述精炼完成后还要除去熔液表面的浮渣和底部的沉积渣，之后静置。

步骤五中，所述静置时间为10～40分钟。