[发明专利]一种铸造镁合金精炼装置及基于所述装置的精炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种铸造镁合金精炼装置及基于所述装置的精炼方法，具体是针对铸造镁合金熔体处理，在精炼过程中，将高纯氩气通入镁合金熔体内，使之达到上下翻滚的效果，并在液流波峰上均匀的撒放精炼剂，从而起到良好的精炼效果。

背景技术

与钢铁材料相比，铸造镁合金具有体积质量小、比强度高、抗蚀性好、切削加工性能良好及铸造性能优良等特点。在产品上为了减轻结构重量，提高产品使用性能，越来越多的零部件采用了轻质材料，各种牌号的镁合金在航天航空上的应用越来越广泛，大型镁合金零件需求量也越来越大。

熔体处理是镁合金铸造生产过程中关键的一环，良好的冶金质量是得到优质铸件的前提条件。目前，镁合金精炼基本上都是采用熔剂法。熔剂法精炼是将充分脱水干燥后的精炼熔剂洒在翻滚的镁合金液面上，使其随着上下翻滚的液流和镁液充分接触，多次循环将悬浮在镁液中的夹杂物俘获、沉淀至坩埚底部，净化合金液。由原理可知，使精炼剂与合金液充分接触是熔体处理过程中的关键。当下基本采用手工熔体搅拌法，通过人工搅拌使合金液上下翻腾，并不断加入精炼剂，从而使精炼剂和熔体接触反应，去除其中氧化皮、夹杂、气体等杂质。

这种方法需要很大的劳动强度，也对工人操作提出了比较高的要求，但是在实际操作过程还是中难以保证精炼质量的一致性。

另外，对于大型镁合金铸件，其熔炼量超过1吨，很难通过人工搅拌的方法来进行熔体精炼，即使不惜体力的进行搅拌，也难以达到良好的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铸造镁合金精炼装置及基于所述装置的精炼方法；所述方法具体是，在熔体处理过程中，通入高纯氩气，使熔体达到上下翻滚的效果，同时在翻滚的镁液波峰上撒下精炼剂，既能降低操作人员劳动强度，又提高了精炼过程中的均匀性、稳定性，并且还能应用在大吨位镁合金熔体精炼处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种镁合金精炼装置，所述装置按照气体的流动方向依次包括气体容纳器、气体压力调节装置、镁合金熔体盛装器及位于所述镁合金熔体盛装器上方的精炼剂添加装置；

其中，所述气体压力调节装置分别连接有第一导气管、第二导气管，第一导气管与所述气体容纳器相连，第二导气管的末段连接有与所述第二导气管口径匹配的金属管；所述金属管插入所述镁合金熔体盛装器腔内。

优选地，所述金属管与所述第二导气管的连接部位高于所述镁合金熔体盛装器中镁合金熔体的液面，所述金属管的自由端末段浸在所述镁合金熔体盛装器中镁合金熔体的液面以下。

优选地，所述第一导气管是连接在所述气体容纳器的开关阀上。本发明的实现对第一导气管的材质并无限定，只要能实现不泄露连接即可。

优选地，所述金属管材质为不锈钢。

优选地，所述第二导气管为耐高温管，耐高温范围为100-200℃。

优选地，所述镁合金熔体盛装器包括坩埚。

第二方面，本发明提供一种基于所述装置的镁合金精炼方法，所述方法包括：

通过所述气体压力调节装置设定所述气体容纳器的出气压力、气流量，向盛装有镁合金熔体的所述镁合金熔体盛装器中通入气体，使得所述镁合金熔体的液面平稳翻滚；

向所述翻滚的液面上撒加精炼剂，完成精炼，即可。

优选地，所述方法还包括在精炼开始前打开所述气体容纳器的开关阀、精炼结束后关闭所述气体容纳器的开关阀的步骤。

优选地，所述的出气压力为5-10MPa；所述的气流量为10-30L/Min。

优选地，所述的精炼剂的用量为所述镁合金熔体重量的1-3％；

优选地，所述的精炼剂，是指：由MgCl₂、KCl、NaCl、CaCl₂、BaCl₂、CaF₂和MgO等组成的混合物，每种镁合金牌号所对应的精炼剂可以在铸造手册中查到，例如常用的ZM5选用JDMF精炼剂，ZM6选用RJ-6精炼剂。

优选地，所述气体为氩气；进一步地，所述氩气为高纯氩气，具体为纯度≧99.999％，含氧量≦1.5PPM，含氮量≦50PPM，总碳量≦4PPM，含水量≦3PPM的高纯氩气。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、相比于传统的人工搅拌精炼法，本发明能够大大的降低操作人员在镁合金精炼过程中的劳动强度，同时提高了精炼过程中的均匀性、稳定性；