[发明专利]镁合金熔体复合净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属熔体处理技术领域，具体涉及一种镁合金熔体复合净化方法。

背景技术

我国是世界上镁矿资源最富有的国家，中国工程院在2005年《我国富有资源镁及镁合金发展战略研究报告书》中指出，金属镁以其本身特有的资源、性能、环境和价格优势成为21世纪我国材料工业持续发展的必然选择。由于镁合金具有密度小、比强度和疲劳强度高、比弹性模量好以及优良的切削加工性能，使镁合金在一系列国防尖端领域及日常制造业中被广泛应用，譬如，汽车减重节能和环保的要求推动镁合金在汽车领域的大规模开发应用。随着对镁合金研究的不断深入，人们发现镁合金较低纯净度已成为制约镁合金应用的关键瓶颈之一，尤其是氧化等夹杂成为破坏力学性能和腐蚀性能的发源地。镁合金内较高的夹杂物含量不仅限制镁合金材料潜力的发挥，而且还大大降低镁合金材料的成型性能及耐蚀性。因此，有必要采取净化措施来提高镁熔体的纯净度，提升镁合金的品质。这对于促进镁合金产业发展，具有重要意义。

镁合金中的杂质根据成分和结构不同，分为非金属夹杂和金属夹杂。非金属夹杂以镁的氮氧化物为主，如MgO、Mg₃N₂等；金属夹杂以Fe、Ni、Cu等为主。夹杂物一般以薄膜状、粒子状或簇状的形态残留在镁合金件的基体或晶界上。镁合金中的杂质严重地破坏镁合金的内在完整性，影响镁合金的品质，降低镁合金的性能。同时，极大地限制了其它强化手段的作用效果。众所周知，镁合金密度小，且夹杂物的密度与镁熔体的密度差小，夹杂物往往悬浮于镁熔体中，与镁熔体的分离性差。因此，镁熔体的净化难度比钢铁、铝、钢等其它金属材料大得多。

目前，精炼熔剂净化工艺因除杂效率高、成本低、操作方便而成为镁合金生产中普遍采用的净化方法，其原理是利用熔剂润湿夹杂物，使夹杂物团聚并与熔剂结合形成沉淀，沉降至熔体底部。经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利ZL200510110205.6公开了一种含镧镁合金复合净化熔剂及其生产方法，净化熔剂的化学组成除了30～50％氯化镁、15～25％氯化钠、15～25％氯化钾、2～7％氯化钙、3～7％氯化钡外，还加入了5～15％碳酸镧和5～15％四硼酸钾；而中国发明专利ZL200510110204.1公开了一种含铈镁合金复合净化熔剂及其生产方法，净化熔剂的化学组成除了30～50％氯化镁、15～25％氯化钠、15～25％氯化钾、2～7％氯化钙、3～7％氯化钡外，还加入了5～15％碳酸铈和5～15％四硼酸钾。这两种精炼熔剂均对镁合金熔体内的夹杂物有较强的吸附性，能有效去除镁熔体中的夹杂物。但是精炼熔剂净化存在金属损耗增加、熔剂夹杂、不能去气等不足，尤其在熔炼稀土镁合金时，对精炼熔剂成分要求严格。同时，随着汽车、航空、航天等产业对镁合金熔体质量和性能要求的提高，单独采用精炼熔剂净化仍难获得满足要求的镁合金熔体。因此，迫切需要开发一种镁合金熔体复合净化方法，使夹杂物含量降低到一定的指标并且能避免熔剂夹杂的出现，尽可能提高镁合金的质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种镁合金熔体复合净化方法，即镁合金熔体采用精炼熔剂净化后，在模具浇道口设置泡沫陶瓷过滤器实现精炼熔剂结合泡沫陶瓷过滤的多级净化方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种镁合金熔体复合净化方法，所述方法包括在镁合金熔体经精炼熔剂净化之后进行泡沫陶瓷过滤净化处理的步骤。

优选地，所述方法包括如下步骤：

A、将镁合金原材料置入有SF₆/CO₂、SO₂/CO₂、CO₂/Ar、二氟甲烷HFC-32或HFC134a(即C₂H₂F₄)气体保护的熔炉中熔化；

B、在炉温升至720℃～750℃时把精炼熔剂加入镁合金熔体中进行净化处理；

C、在对镁合金熔体进行静置、扒渣去皮后于设定温度浇注到模具中，所述模具的浇道口处放置有泡沫陶瓷过滤器进行过滤净化。

优选的，静止时间为5～25分钟。