[发明专利]一种镁合金熔炼方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于纯镁以及镁合金熔炼、压铸气体保护技术领域，特别涉及一种镁合金熔炼方法及装置。

背景技术

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，它具有比重轻，比强度高，阻尼性、导热性、切削加工性、铸造性能好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定，资源丰富，容易回收等一系列优点，因此，在汽车工业、通讯电子业和航空航天等领域正得到日益广泛的应用，近年来镁合金产量在全球的年增长率高达20％，显示出了极大的应用前景。

在发达国家，通常用气体保护熔炼镁合金且取得了较好的效果。气体保护是在镁合金液的表面覆盖一层惰性气体或者能与镁反应生成致密氧化膜的气体，阻止氧气与镁液发生反应。目前使用的保护气体主要是SF₆。但SF₆气体的使用会产生SO₂、SF₄等有毒气体，甚至会产生剧毒气体S₂F₁₀，造成环境污染。同时有资料表明，SF₆和全球变暖问题有关，它对全球变暖的作用是CO₂的24900倍。

1998年各国在日本签订的《京都议定书》规定，到2010年，将禁止使用SF₆。寻找替代SF₆的保护气体成为各国政府以及研究机构的重要任务。本发明在此背景下确定了一种新型替代气体并提出了新型气体的使用方法。

本发明所用新型替代气体来源于Novec 612，Novec 612为美国3M公司生产销售的商业试剂，主要成分为氟化酮，在室温下是无色无味透明状的液体，对人体无毒无害，并且温室效应GWP值小。Novec 612是一种商业试剂，曾作为电器类灭火器而广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金熔炼方法及装置。

一种镁合金熔炼方法，其特征在于以Novec 612液体汽化形成的气体为保护气体，该方法具体步骤如下：将纯镁或镁合金置于镁合金熔炉中加热升温，炉内温度达到350℃时，向盛装Novec 612液体的汽化装置中通入压强为0.3-0.5MPa的干空气，干空气通至汽化装置底部，使液体Novec 612汽化，汽化后的气体与干空气一起从汽化装置的输出口通入气体混合装置的输气管道，气体混合装置的另外两个输气管道分别通入运载气体和干空气，保护气体、运载气体和干空气经气体混合装置混合形成的混合气体通入镁合金熔炉中，保护气体与镁液表面发生反应形成致密的表面膜从而起到保护作用，炉盖关闭，静态液面时，通入镁合金熔炉中的混合气体中，保护气体体积含量为0.008-0.01％，干空气体积含量为5-30％，其余为运载气体；当清渣或放料，炉盖打开，动态液面条件下，通入镁合金熔炉中的混合气体中，保护气体体积含量为0.015-0.3％，干空气体积含量为5-30％，其余为运载气体。

所述汽化装置为制冷剂回收钢瓶。

所述运载气体体积含量大于70％。

所述运载气体为CO₂或N₂。

所述混合气体流量为11-14L/Min。

所述Novec 612为美国3M公司生产销售的商业试剂。

所述气体混合装置为三管路气路设计，在每路气体管路均安装电磁阀和压力传感器，三管路中均采用D07-9E/ZM质量流量控制器，且每路气体都单独配备安装有手动流量计的手动控制管路。

一种镁合金熔炼的装置，该装置为镁合金熔炉，其特征在于在熔炉坩埚口位置处设置气体分布器。

所述气体分布器为环形管道，环形管道上均匀的布置气孔，气孔上安装喷嘴。

本发明的有益效果为：本发明目的是确定一种替代SF₆新型保护气体并提出该气体的使用方法，该气体是一种主要成分为氟化酮的物质，在室温下是无色无味透明状的液体，对人体无毒无害，并且温室效应GWP值小(与CO₂相当)。该气体保护效果好，同时减少有害气体的排放，保护环境。

附图说明

图1是汽化装置原理图；

图2是气体管道系统原理图；

图3是实施例1炉盖关闭时气体保护下的镁液表面；

图4是实施例1炉盖打开时气体保护下的镁液表面；

图5是镁合金熔炼装置内气体分布器示意图；

图6是气体分布器喷嘴喷射气体示意图；