[发明专利]合金熔体除氢装置及其在线除氢方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种合金熔体的除氢装置和集物理和化学反应为一体的在线除氢方法。

背景技术

铝合金或镁合金的液态质量（包括气体与夹杂物的含量等），直接影响到铸件的质量。在镁合金的熔炼过程中，溶入的气体主要是氢气，氢的存在往往会加剧疏松的形成。镁熔体中的氢主要来源于熔剂中的水分、金属表面吸附的潮气以及金属腐蚀带入的水分。

目前，镁合金熔体除氢的方法主要有以下两大类：

1）通入气体的方法，主要包括通入惰性气体（如氩或氦）法和通入活性气体（氯）法。该方法能不断除去溶解于镁液中的氢，气泡表面所吸附的夹杂物也随着上浮而排除，同时也去除了吸附在夹杂物表面上原有的小气泡。但通气速度和时间比较难控制，容易发生镁液飞溅和晶粒粗化。而通入活性气体（氯）法则难以掌控好温度。若温度低于740℃，反应所产生固态的MgCl2悬浮于合金液面，使表面不能生成致密的覆盖层，不能阻止镁的燃烧；若温度高于760℃，则氯气与镁之间反应迅速加剧，生成大量MgCl2，造成熔剂夹杂。

2）真空处理法，是一种物理净化法。

利用真空中镁液的吸气倾向趋于零，而从镁液中析出氢的倾向很强烈，已溶于镁液中的氢不断析出，在氢气泡上浮的过程中也带走了非金属夹杂物，从而使镁液净化。但在静态真空条件下，一般不可能使镁液中的含氢量降为零。这不仅是因为溶于镁液中的氢以氢气泡析出需要一个过程，而更重要的是，施于镁液上的真空只能使镁液上方炉气压力趋于零，镁液中的氢还要受到金属液静压力的作用，因此氢的析出受到一定的限制。在含氢量一定的情况下，超过某一深度的镁液中的氢就不能以气泡形式析出，只能依靠长距离的扩散来脱除。而且真空除氢成本比较高，在应用上也有一定程度的局限性。

针对现有技术的不足，本发明提供了一种合金熔体除氢装置以及使用该装置进行在线除氢的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种合金熔体除氢装置，该装置结构简单，除氢效果好，进而解决了采用现有技术除氢效果差、除氢成本高等问题。另外，本发明提供的在线除氢方法，步骤简单、除氢效果好，且在不改变熔体化学成分的前提下，在线采用Ti-Mo合金颗粒吸附熔体中的氢，同时还可除掉熔体中的夹杂和气泡等优点，因此极大地增加了合金熔体的净化力度，显著提高镁合金熔体冶金质量。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

本发明的目的之一是提供一种合金熔体除氢装置，包括净化管，所述净化管包括合金熔体流入端和合金熔体流出端，所述净化管中均匀填充有Ti-Mo合金颗粒，所述合金熔体流出端设置有用于过滤Ti-Mo合金颗粒的第一密封板。

进一步，所述Ti-Mo合金颗粒中Mo含量为0.1—2.0%。

进一步，所述Ti-Mo合金颗粒中Mo含量为1.05%。

进一步，所述净化管的合金熔体流入端设置有第二密封板。

进一步，所述第二密封板上均匀分布有直径为R的通孔；所述第一密封板上均匀分布有直径为1/2R的通孔。

进一步，所述净化管的两端设置有具有内阶梯通孔的筒形连接件，所述净化管的两端设置有外螺纹，所述筒形连接件的大孔中设置有与净化管端部外螺纹相配合的内螺纹，所述净化管的端部将所述第一密封板或第二密封板固定夹持在筒形连接件内阶梯通孔的台阶上。

进一步，还包括熔体流通管，所述熔体流通管的端部设置有内螺纹，所述筒形连接件上设置有与熔体流通管上的内螺纹相配合的外螺纹，所述净化管的两端分别通过筒形连接件与熔体流通管连接。

进一步，所述净化管、筒形连接件、第一密封板或第二密封板采用钢制材料制成。

本发明的目的之二是提供一种基于上述合金熔体除氢装置的在线除氢方法，包括以下步骤：S1）将第一密封板和第二密封板中的一个连接在净化管的一端；S2）将Ti-Mo合金颗粒均匀填充到净化管中；S3）将第一密封板和第二密封板中的另一个连接在净化管的另一端；S4）将安装好第一密封板和第二密封板的净化管固定安装在熔体流通管中；S5）将合金熔体通入与净化管合金熔体流入端连通的熔体流通管中，使合金熔体进入净化管中进行Ti-Mo合金颗粒的吸氢反应；S6）将经过净化管净化处理后的合金熔体进行浇铸，得到高品质的合金铸件。

本发明的有益效果：

1）本发明提供的合金熔体除氢装置，其结构简单、安装更换方便、除氢成本低、除氢效果好，进而易于应用到工业生产。