[发明专利]一种镁合金熔体处理方法

说明书

本发明属于金属材料及冶金技术领域，具体涉及一种镁合金熔体处理方法。将配置好的镁合金材料放置在熔炼炉中熔化，之后进行精炼，精炼结束后使熔体进行静置；熔体处理之前，设置含电磁线圈组的电磁发生系统的脉冲电流、脉冲频率、脉冲形式和不同线圈所通电流相位差参数；将模具系统放置在具有冷却功能的电磁发生系统中，再将静置后的熔体转移至具有冷却控制装置的模具系统中，采用电磁线圈组对合金熔体进行处理；熔体处理结束后，先关闭电磁发生系统，待冷却控制装置使熔体凝固冷却后，关闭模具系统的冷却控制装置，取出铸锭。该方法简单、操作容易、易于控制、无污染、处理效率高、处理效果好，可全过程处理，易移植工业化生产应用。

技术领域

本发明属于金属材料及冶金技术领域，具体涉及一种镁合金熔体处理方法。

背景技术

作为最轻的金属结构材料镁合金，除了具有密度小之外，比强度和比刚度高，良好的减震性能、散热性能、阻尼性能、电磁屏蔽能力和充型流动性以及易于回收再利用等一系列优点，而在汽车、通讯设备和电子行业中具有广泛的应用前景。但由于镁合金结晶温度范围宽、热导率较低、体收缩较大，晶粒粗化倾向严重。而晶粒粗大易导致合金在凝固过程中产生缩松、热裂等铸造缺陷，易导致合金凝固过程中元素微观偏析和宏观偏析，也易导致合金在后续变形过程中塑性变形能力大大降低。上述问题的存在大大影响合金产品的综合性能、材料的塑性变形能力、产品性能一致性以及热处理的效率等等。而为解决上述问题，晶粒细化是一个重要的手段，已受到人们的广泛关注和高度重视。

目前，国内外对于镁合金的晶粒细化技术进行大量的研究，主要有熔体过热法、浇注前或铸造过程中通过改变铸造工艺参数(如：冷却速率)、添加合金元素、对合金熔体进行机械搅拌等等。其中，熔体过热法虽然能起到一定的细化作用，但该方法增大镁熔体的氧化烧损和吸气量，并增加能量和坩埚的消耗。因此，该方法生产上已很少采用，浇注前或铸造过程中通过改变铸造工艺参数，虽然在凝固过程中起到一定的细化效果，但仅仅对产品的局部区域起到细化作用，难以实现全体积均匀细化。添加合金元素细化法对镁合金凝固组织细化显著，目前添加合金主要是稀土元素，但成本比较高，同时将会引入新的合金元素，影响合金成分。对合金熔体进行机械搅拌，包括接触式和非接触式：接触的搅拌易污染熔体，另外搅拌只有在液态时进行，不能再凝固过程中使用，这样细化效果大大降低；非接触式的搅拌(如：磁场搅拌)是目前熔体处理的主要方式，但目前由于磁场集肤效应作用范围小、搅拌强度低、磁能利用率低等问题，并未达到较好的处理效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种镁合金熔体处理方法，该方法简单、操作容易、易于控制、无污染、处理效率高、处理效果好，可全过程处理，易移植工业化生产应用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种镁合金熔体处理方法，该处理方法包括以下步骤：

(1)将配置好的镁合金材料放置在熔炼炉中熔化，之后进行精炼，精炼结束后使熔体进行静置；

(2)熔体处理之前，设置含电磁线圈组的电磁发生系统的脉冲电流、脉冲频率、脉冲形式和不同线圈所通电流相位差参数；

(3)将模具系统放置在具有冷却功能的电磁发生系统中，再将静置后的熔体转移至具有冷却控制装置的模具系统中，采用电磁线圈组对合金熔体进行处理；

(4)熔体处理结束后，先关闭电磁发生系统，待冷却控制装置使熔体凝固冷却后，关闭模具系统的冷却控制装置，取出铸锭。

所述的镁合金熔体处理方法，步骤(1)中，合金熔化后进行精炼的时间为10s～50min，静置温度为镁合金液相线以上60～110℃。

所述的镁合金熔体处理方法，步骤(3)中，电磁线圈组通不同波形、不同频率、不同电流、不同相位差相的脉冲磁场，电流范围10～300A，频率范围5～80Hz，占空比范围20％～80％，脉冲形式为矩形波、方波、尖形波、阶梯波或正弦波，相位差范围10～160°。