[发明专利]一种环境友好型镁合金零件热处理方法及装置

说明书

本发明涉及一种环境友好型镁合金零件热处理装置，包括压力表、通气阀、真空泵、气瓶、密封式循环风机、炉盖、炉体、炉胆、回风筒和加热体，压力表通过气路管道与炉膛内部连接，以测量炉膛内的气体压力；真空泵和气瓶均使用DN25接口与气路管道连接，便于对炉膛内进行抽真空及充入惰性气体；通气阀连接在真空泵前端；密封式循环风机通过螺纹固定在炉盖上，对炉内气氛进行强制循环；炉体、炉胆和回风筒固定连接，加热体固定在炉内的保温棉或耐火砖上，对炉膛进行加热。使用本发明所使用的热处理方法对镁合金铸件进行热处理后，能够满足航空航天类相关标准的力学性能要求。

技术领域

本发明涉及一种环境友好型镁合金零件热处理方法及装置，具体是一种对镁合金零件进行热处理时充入无色、无味、无毒的保护气体的工艺方法，保证镁合金零件在热处理过程中不发生氧化、燃烧，且热处理过程对生态环境没有严重污染，属于热处理技术领域。

背景技术

航空航天产品为了减轻结构重量，提高产品性能，广泛应用轻合金材料替代传统钢铁材料，镁合金材料具有密度小、比强度高、铸造及加工性能良好等特点，在航空航天、交通运输等对结构轻量化要求较高的领域应用愈加广泛。铸态镁合金的综合力学性能较差，需要通过热处理来提高强度和塑性；同时，镁合金的化学性质活泼，在空气中热处理时易发生氧化、燃烧等现象，因此，在镁合金热处理过程中需要采取保护措施，以保证生产安全和铸件质量。

目前，国内主流的镁合金铸件热处理保护方法是硫铁(FeS₂)矿保护法，即在镁合金铸件热处理时，在热处理炉内同时放入一定量的硫铁矿(FeS₂)，在整个热处理过程中，FeS₂与炉内的O₂发生反应：4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂，不断消耗炉内O₂，炉内氧含量降低，镁合金铸件无法与充足的O₂发生反应，从而不易氧化、燃烧，得到良好保护。

但是，在镁合金铸件热处理时采用硫铁矿保护法，会在整个热处理生产过程中持续不断地产生SO₂气体，产生如下几点问题：(1)SO₂气体会危害生态环境，国家政策对SO₂气体排放有严格限制，随着政府对生态环境保护愈加重视，这种限制会更加严格；(2)SO₂气体对人体呼吸系统有较强的刺激性，并有潜在的致癌作用，对现场作业人员的身体健康存在威胁；(3)SO₂气体会腐蚀热处理设备所使用的钢铁材料，造成设备损坏，加快设备维修频率，导致生产成本的提高。因此，为了减小镁合金热处理生产过程对生态环境和作业人员的负面影响，同时降低生产成本，使用环境友好型镁合金热处理保护介质取代FeS₂已经迫在眉睫。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种环境友好型镁合金零件热处理方法及装置，使用环境友好型保护介质取代传统的硫铁矿保护法，以消除SO₂气体对环境、人员、设备的负面影响。

本发明解决技术的方案是：

一种环境友好型镁合金零件热处理方法，具体步骤包括：

S1、制作热处理设备：包括压力表、通气阀、真空泵、气瓶、密封式循环风机、炉盖、炉体、炉胆、回风筒和加热体，

压力表通过气路管道与炉膛内部连接，以测量炉膛内的气体压力；真空泵和气瓶均使用DN25接口与气路管道连接，便于对炉膛内进行抽真空及充入惰性气体；通气阀连接在真空泵前端；密封式循环风机通过螺纹固定在炉盖上，对炉内气氛进行强制循环；炉体、炉胆和回风筒固定连接，加热体固定在炉内的保温棉或耐火砖上，对炉膛进行加热；

炉盖通过液压装置与炉体相连，通电后可向上开启或向下关闭，炉盖四周安装硅胶盘根与石墨盘根进行双层密封，并在炉体相应部位开出凹槽，使炉盖关闭后可与炉体之间紧密压接，保证炉子的密封性。