镁合金短流程合金化熔炼工艺研究进展_李卫红
镁合金短流程合金化熔炼工艺研究进展
料， 近几 年镁 合金 开 始 替 代 铝 材 和 钢 材 ， 于 交 通 、 讯 、 空 航 天 等 领 域 ， 生 产 和 消 耗 呈 快 速 上 升 趋 用 通 航 其
势 一 。
目前 ， 国大部分 镁合 金生 产企业 生产 的多 为 国际上 已形成 标 准牌 号 的普 通镁 合 金 ， Ａ ９ Ｄ、 Ｍ６Ｂ 我 如 Ｚ１ Ａ ０
等。镁合金大多采用由镁矿资源到粗镁 、 由粗镁到纯镁 ， 以及 由纯镁到镁合金 的传统生产工艺路线（ １ 。 图 ）
我 国 ９ ％ 以上 的金属 镁是 由皮 江法 生产 ］而 由粗镁 至纯 镁与 由纯镁 至镁 合金 的两 个 环节 在 空 间上是 分 隔 ８ ，
第２ ３卷
第５ 期
山 东 科 学
Ｓ ＨＡＮＤＯＮＧ ＳＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ５ １２ ．
０ｃ ． Ｏｌ ｔ２ Ｏ
２１ ０ ０年 ｌ ０月
文 章 编 号 ：０ ２４ ２ （０ ０ ５０ １－７ １０ －０ ６ ２ １ － ５０ Ｊ ０ ０
ห้องสมุดไป่ตู้
镁 合 金 短 流程 合 金 化 熔 炼 工 艺研 究 进 展
是该 工艺 的特点 ， 保护和净化为该工艺 的关键技术 ， 该工艺 已经产 业化 ， 产业化程度 不高 ， 面产 业化需短 但 全
镁合金的熔炼铸造与焊接技术研究
镁合金的熔炼铸造与焊接技术研究摘要：科技的发展，促进工业建设事业的快速发展。
穷，产量直线上升，具有非常广阔的应用前景。
在应用镁合金过程中，存在的一定的限制性，在进行熔炼和加工时，容易出现氧化燃烧的问题，造成生产镁合金具有一定难度。
为了能够使得上述问题得到有效解决，应该关注镁合金的熔炼技术，主要涉及到溶剂保护以及熔炼过程，大都是采用SF6为代表的气体保护熔炼，这里主要结合实际，探讨了进行熔炼技术的几个方面工作，希望对于今后的于镁合金熔炼发展具有一定帮助。
本文就镁合金的熔炼铸造与焊接技术展开探讨。
关键词：镁合金；熔炼铸造；焊接技术引言镁合金在航空、军事、民用器械等制造加工领域应用越来越普及，如航空航天的飞机变速箱、天蓬框架、发动机箱体，以及人们体育运动使用的网球拍、办公使用的打印机滚筒、核电站使用的核燃料零件箱等，都广泛使用了镁合金结构材料。
目前，镁合金已经成为除钢铁、铝合金之外的第三大金属结构材料。
1镁合金的熔炼与保护技术1.1溶剂保护熔剂保护熔炼的方法是镁合金熔炼之前先在坩埚底部放置少量熔剂（约占炉料重量的1%），将其预热至暗红色。
在熔体静置和浇铸过程中，再在熔体表面熔剂轻轻地洒上溶剂。
溶剂应在300℃左右烘箱中烘烤2h以上，以保证溶剂干燥。
溶剂的加入量应在保证镁合金液不发生燃烧和氧化的前提下尽量少，以保证熔体质量。
常用的溶剂主要为卤盐混合物，该方法的缺点主要在于：溶剂高温下会发出HCl、Cl2等有害气体，同时浇铸不当会导致溶剂残留于合金液中形成溶剂夹杂降低铸件性能。
1.2气体保护熔炼针对镁合金液表面进行处理，将相应的惰性气体，或者能够和镁生成致密氧化膜的气体涂抹在表面，这样就能够实现隔离空气中的氧气，当前，常用的保护气体主要包括CO2、SO2、Ar、SF6等。
其中，对于SF6气体来说，其具有无毒、无味、无色等物理性质，能够在镁合金液面生成MgF的致密氧化膜，有效防止接触到氧气而进一步氧化，一般情况下，则是将CO2、干燥空气、SF6混合使用，这种工艺已经非常成熟，应该在应用过程中，注意相应的SF6的保护效果、气体消耗量相关影响因素。
镁合金的熔炼与精炼
如氧化物、氮化物等，需控制夹杂物的数量和分 布，以保证镁合金的质量。
熔炼工艺与技术
01
熔炼前的准备
清理炉膛、准备工具和原料，确 保熔炼前的准备工作充分。
03
搅拌与混合
在熔炼过程中进行搅拌和混合， 促进成分均匀分布，减少偏析现
象。
02
熔炼温度与时间
根据镁合金的种类和成分，控制 适当的熔炼温度和时间，以保证
镁合金的熔炼与精炼
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
汇报人：可编辑
2024-01-06
目录CONTENTS
• 镁合金简介 • 镁合金的熔炼 • 镁合金的精炼 • 镁合金的铸造与加工 • 镁合金的回收与再生
01
镁合金简介
镁合金的特点
低密度
镁合金的密度低于钢和铝合金，具有轻量化 优势。
现经济、社会和环境的协调发展。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
01
02
03
喷涂
在镁合金表面喷涂防腐漆 或金属涂层，以提高耐腐 蚀性能。
电镀
在镁合金表面电镀一层金 属，以提高耐腐蚀性和导 电性。
阳极氧化
通过电解方法使镁合金表 面形成一层氧化膜，以提 高耐腐蚀性和美观度。
01
镁合金的回收与再 生
回收方式与技术
机械回收
将废旧镁合金进行破碎、筛选，再通过熔炼和重铸的方式进行回 收。
精炼原料与配料
镁合金
主要原料，根据需要选择不同成分的镁合金 。
精炼剂
用于去除熔液中的杂质，如氧化物、硫化物 等。
合金元素
为了调整镁合金的性能，可添加适量的合金 元素。
镁合金热处理的研究现状及发展趋势
镁合金热处理的研究现状及发展趋势一、研究现状1. 热处理工艺目前，镁合金的热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将镁合金加热至一定温度，使合金中的固溶体达到最大溶解度，然后快速冷却，以达到增强合金的目的。
时效处理是在固溶处理后，将合金再次加热至一定温度，使固溶体析出细小的弥散相，从而提高合金的强度和耐腐蚀性能。
退火处理是将镁合金加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除合金中的残余应力和改善其塑性。
2. 热处理工艺对合金性能的影响热处理工艺对镁合金的性能有着重要的影响。
固溶处理能够提高镁合金的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
时效处理能够提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，但也会降低其塑性和韧性。
退火处理能够消除合金中的残余应力和改善其塑性，但会降低其强度和硬度。
3. 热处理工艺的优化为了优化镁合金的热处理工艺，目前的研究主要集中在以下几个方面：（1）优化固溶处理工艺，以提高合金的强度和硬度，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（2）优化时效处理工艺，以提高合金的强度和耐腐蚀性能，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（3）优化退火处理工艺，以消除合金中的残余应力和改善其塑性，同时尽可能地保持其强度和硬度。
（4）开发新的热处理工艺，以进一步提高镁合金的性能。
二、发展趋势1. 热处理工艺的智能化随着科技的发展，热处理工艺也将越来越智能化。
智能化的热处理设备可以根据不同的合金材料和工艺要求，自动调整加热温度、保温时间和冷却速率等参数，以达到最佳的热处理效果。
2. 热处理工艺的节能化在热处理工艺中，能源消耗是一个重要的问题。
为了节约能源，未来的热处理设备将会采用更加节能的加热方式，如电磁加热、红外加热等。
3. 热处理工艺的环保化在热处理过程中，会产生大量的废气和废水，对环境造成污染。
为了保护环境，未来的热处理设备将会采用更加环保的工艺，如高温氧化、湿式电除尘等。
4. 热处理工艺的多功能化未来的热处理设备将会具备更多的功能，如自动化控制、在线检测、数据采集和分析等，以满足不同用户的需求。
镁合金材料创新技术 轻量化和高性能的突破
镁合金材料创新技术轻量化和高性能的突破镁合金材料创新技术：轻量化和高性能的突破随着科技的进步和人们对环境保护意识的提高，轻量化材料在各个领域的应用越来越广泛。
作为一种重要的轻质金属材料，镁合金以其优异的特性而备受瞩目。
然而，传统的镁合金材料在某些方面还存在一些制约因素，如低强度、易腐蚀等。
为了克服这些问题，研究人员们经过历经努力，开发出了许多创新的技术，以实现镁合金材料的轻量化和高性能的突破。
一、合金设计的创新合金设计是镁合金材料创新的重要手段之一。
通过添加适量的合金元素，可以显著改善镁合金的性能。
例如，添加铝元素可以提高镁合金的强度和抗腐蚀性能。
添加锌元素可以提高镁合金的塑性和耐磨性能。
合金设计的创新可以使镁合金材料在一定程度上达到轻量化和高性能的要求。
二、热处理技术的创新热处理技术在镁合金材料的研究中也起到了至关重要的作用。
传统的热处理方法无法满足镁合金材料的需求，因此研究人员们进行了大量的探索和实践。
诸如时效处理、快速淬火等新的热处理技术的应用，使得镁合金材料的强度、塑性等性能得到了显著提升。
热处理技术的创新为镁合金材料的轻量化和高性能提供了重要的支持。
三、复合材料的应用复合材料是另一种可以实现镁合金材料轻量化和高性能的关键技术。
通过将镁合金与其他材料进行复合，可以兼顾各种材料的优点，弥补各种材料的缺陷。
例如，将镁合金与纤维增强材料复合，可以提高镁合金的强度和刚度，从而实现轻量化和高性能。
复合材料的应用为镁合金材料的创新提供了重要的途径。
四、先进制造技术的应用先进制造技术的应用是实现镁合金材料创新的关键。
传统的制造技术难以满足镁合金材料的高精度和高效率的要求，因此研究人员们进行了大胆的尝试和创新。
例如，采用激光焊接、铸造模具等新的制造技术，可以使镁合金材料制造过程更为精确和高效。
先进制造技术的应用为镁合金材料的创新奠定了坚实的基础。
结语镁合金材料创新技术在轻量化和高性能方面取得了重大的突破。
EWE531高强度耐热镁合金熔炼工艺优化
EWE531高强度耐热镁合金熔炼工艺优化邵军【期刊名称】《《中国金属通报》》【年(卷),期】2019(000)011【总页数】2页(P108,110)【关键词】熔炼; 铸造; 高温强度; 工艺优化【作者】邵军【作者单位】贵州航天风华精密设备有限公司贵州贵阳 550009【正文语种】中文【中图分类】TG146.23强度不足、耐热性能不佳和抗腐蚀性不强，严重阻碍了镁合金在航空航天、军工及其它行业中替代铝合金等材料的步伐。
稀土元素，尤其是Y、Nd等，在提高镁合金强度，耐热性、抗腐蚀能力方面作用显著，如WE54和WE43等。
在最近30年～40年中，材料研究方面的科学家又陆续发现一些重稀土元素（Gd、Dy、Tb等）在提高合金的强度，特别是耐热性方面，作用强于Y、Nd等其它稀土元素。
在这些重稀土元素中，Gd的价格相对便宜，作用也较为显著。
Mg-Gd二元合金具有显著的时效强化效果，而且强化相在250℃时仍然具有较高的热稳定性。
这种新型高强度耐热镁合金采用挤压，热处理后加工试棒进行拉伸试验，强度明显高于目前公认的优秀合金WE54。
目前，Mg-Gd-Y-Zr-Nd镁合金熔炼后，浇注成锭，均匀化退火后，用大型挤压机进行正向热挤压，挤压成棒状进行时效处理。
试棒的室温性能、200℃和300℃的高温性能等都远大于传统商业镁合金。
但是，该类镁合金熔炼后，浇注铸件或者试棒，热处理后考察它的室温、高温性能，这样的例子还未见报道过。
本课题就是采用Mg-Gd-Y-Zr-Nd镁合金，优化合金成分，熔炼后浇注成铸件和试棒，然后进行热处理，进行强度试验，考察合金的室温、高温性能。
1 合金制备及试验方案1.1 合金制备本试验采用电阻炉熔炼镁合金，Gd、Y、Zr、Nd均采用中间合金形式加入，分别为Mg-30Gd、Mg-30Y、Mg-30Gd、Mg-30Nd。
熔炼过程中，使用特殊配方的稀土镁合金专用熔剂进行保护，熔炼和精炼均在钢制坩埚中进行，熔炼温度为750℃～820℃。
耐热镁合金的研究进展山东科学
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓｏｆｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｔｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ
ＷＡＮＧ Ｂａｏｇａｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｘｕ１，２ ，ＺＨＯＵ Ｊｉｘｕｅ２，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏｆｕ１， ＴＡＮＧ Ｓｈｏｕｑｉｕ２，ＬＩＵ Ｙｕｎｔｅｎｇ２，ＬＩＷｅｉｈｏｎｇ２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉｎａｎ２５００１３，Ｃｈｉｎａ）
耐热镁合金一般应用在航空航天和汽车领域，当前的开发重点是汽车用耐热镁合金。耐热镁合金按照 是否含铝元素，可分为两大类：一是在汽车领域广泛使用的含铝（ＭｇＡｌ）耐热镁合金，二是应用于航空航天 领域的不含铝（Ａｌｆｒｅｅ）耐热镁合金。
１ 含铝耐热镁合金
目前镁合金中 ＭｇＡｌ系合金牌号最多，应用也最为广泛。Ａｌ在 Ｍｇ中有较大的固溶度（最大为１２．７％）， Ａｌ原子和 Ｍｇ原子半径相差较大（Ａｌ原子比 Ｍｇ原子半径小 １３％）。ＭｇＡｌ系合金具有较好的固溶强化效 果，对 ＭｇＡｌ系合金进行时效时，γ相（Ｍｇ４Ａｌ１３）在基体晶界附近层片状析出，并在晶内以细小弥散状析出， 有一定的时效强化效果。此类合金中一般 Ａｌ的质量分数为 ２％ ～６％，铸造性能较好。早期开发的 ＡＳ４１、 ＡＳ２１、ＡＥ４２是最典型的代表。
镁合金的合金化及组织性能研究的开题报告
镁合金的合金化及组织性能研究的开题报告一、研究背景随着工业技术的快速发展，越来越多的应用需要用到高强度、轻量化的材料，镁合金因其低密度、高比强度、良好的耐腐蚀性等优良性能而成为备受关注的材料之一。
然而，镁合金也存在着一些问题，如塑性和耐疲劳性能较差、易受热和湿气侵蚀等。
所以需要通过对镁合金进行合金化和组织性能研究来提高其综合性能。
二、研究内容本文主要研究内容包括：1. 合金化：运用元素掺杂、组织化学合金化、微量元素合金化等方法，对镁合金进行合金化，提高其塑性、抗腐蚀性能和机械性能等。
2. 组织性能研究：采用显微组织观察、扫描电镜观察等手段，研究镁合金的晶体结构、晶粒大小、析出物、相变及相互作用等组织性能。
3. 性能测试和评价：通过拉伸实验、冲击试验、扭转实验等测试手段，测试不同条件下镁合金的力学性能、塑性、硬度等性能指标，并对其进行评价和比较。
三、研究意义镁合金作为轻量化材料，其应用前景广阔。
通过合金化和组织性能研究，可以提高镁合金的力学性能和塑性、抗腐蚀性能等，为镁合金在航空、汽车、电子、船舶等领域的应用提供更强有力的支持。
四、研究计划1. 文献综述：综述镁合金的合金化和组织性能研究现状、发展趋势和存在问题。
2. 镁合金的合金化实验：对镁合金进行元素掺杂、组织化学合金化、微量元素合金化等方式的实验研究。
3. 镁合金的组织性能研究：通过显微组织观察、扫描电镜观察、X射线衍射等手段，研究镁合金的晶体结构、晶粒大小、析出物、相变及相互作用等组织性能。
4. 镁合金的性能测试和评价：通过拉伸实验、冲击试验、扭转实验等手段，测试不同条件下镁合金的力学性能、塑性、硬度等性能指标，并对其进行评价和比较。
5. 数据分析和表达：对实验数据进行分析处理，并通过图表等形式进行表达和展示。
6. 论文撰写：根据研究结果，撰写论文，并提交相关期刊发表。
五、预期结果通过对镁合金进行合金化和组织性质研究，预期可以得到以下结果：1. 发现合适的合金化方法，提高镁合金的塑性、抗腐蚀性能和机械性能等。
Mg-Li-Al-Sr合金的制备及其组织性能研究的开题报告
Mg-Li-Al-Sr合金的制备及其组织性能研究的开题报告一、选题背景镁合金是一类重要的轻质结构材料，具有密度低、比强度高、导热性能好、易加工、环保等优良特性，在汽车、航空航天、军工等领域得到广泛应用。
在众多的镁合金中，Mg-Li-Al-Sr合金是一种优秀的材料，由于含有稀土元素Sr，可显著提高其强度和塑性，在航空航天等领域有着广泛的应用前景。
然而，Mg-Li-Al-Sr合金的制备与加工过程较为复杂，需要开展深入的研究，并探索其组织性能规律，以满足应用的需求。
二、研究内容与目标本文将针对Mg-Li-Al-Sr合金的制备方法、组织性能特点等方面开展研究。
具体包括以下内容：1. 确定制备Mg-Li-Al-Sr合金的工艺流程。
通过文献调研以及实验对比，确定最佳的工艺流程，并探索制备过程中的主要影响因素。
2. 分析Mg-Li-Al-Sr合金的组织性能。
采用金相显微镜、扫描电镜等手段，对该合金的组织结构、相态特点等进行分析，并结合其力学性能进行综合评价。
3. 探究Mg-Li-Al-Sr合金的应用前景。
基于以上的研究结果，探究该合金的应用前景，分析其在航空航天等领域的应用前景、市场需求等，并提出相关的建议。
本文的研究目标是深入分析Mg-Li-Al-Sr合金的制备和组织性能特点，为推广该材料的应用提供理论支持。
三、研究方法1. 制备Mg-Li-Al-Sr合金。
通过熔炼法和坩埚承载法等方法制备Mg-Li-Al-Sr合金，并考察不同工艺条件对合金组织性能的影响。
2. 展开材料性能测试。
采用万能试验机、低倍金相显微镜、扫描电镜等仪器测试该合金的力学性能、热性能、组织结构等方面的性能。
3. 分析数据与结果。
根据实验结果，通过计算机模拟等手段，分析其组织性能特点，确定其应用潜力。
四、研究意义Mg-Li-Al-Sr合金在航空航天、军工等领域有着广泛的应用前景。
本文将深入研究该合金的制备与组织性能规律，对该材料应用的推广具有重要的理论和实践意义。
关于镁合金熔炼技术研究的几点思考
关于镁合金熔炼技术研究的几点思考
王岭
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(000)018
【摘要】结合当前镁合金技术的发展特点，探讨了熔剂保护熔炼、气体保护熔炼等问题，在此基础上，从多角度论述了镁合金熔炼保护技术的发展情况，最后还论述了镁合金液质量检测问题，希望对于提高镁合金熔炼水平具有一定帮助。
【总页数】1页(P120-120)
【作者】王岭
【作者单位】辽宁东林瑞那斯股份有限公司，辽宁营口 115007
【正文语种】中文
【相关文献】
1.在密封熔炼炉含0.01%HFC134a的氮气中熔炼AZ91D镁合金
2.生物医用镁合金材料熔炼技术研究
3.镁合金熔炼水模拟试验研究
4.使镁合金化学成分和显微组织均匀的熔炼炉及熔炼方法
5.镁合金熔炼技术研究进展
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1 镁合金短流程合金化熔炼工艺特点
以纯镁锭生产镁合金的方法, 金属镁需经两次熔化精炼和浇注 , 生产工艺流程长 , 致使能源利用率低 , 镁 合金烧损严重, 熔剂消耗量大, 环境污染严重。为此人们不断探索镁合金熔炼新工艺, 旨在实现镁合金生产 过程中的节能降耗减排目标。于是自 1995 年开始陆续出现了由粗镁直接到镁合金的镁合金熔炼新工艺的 研究报导
1, 2 1 , 2 1 1 1
advances of short f low M agnesium allo ys sm elt ing techno lo gy. P re alloy ing is the characteristic of the techno logy . P rotect io n and purifica tio n are its key techno lo g ies. It has not been w ide ly applied to industry product io n . Its w ide industrialization needs us to solve such prob le m s as short f low purification technology, reaction m echan ism o f flux content and ox ides , deve lo p m ent of new type e ff icient environ m ent pro tectio n flux, separation o f slag and m e l, t etc . K ey words : M g a llo ys ; sm eltin g process; short f low process; advance 镁合金是迄今在工业中应用的最轻的金属结构材料 , 具有重量轻、 密度小、 强度高、 刚性好、 压铸性能好、 降低噪音、 电磁屏蔽性和减震性好、 可循环利用等特性, 被誉为本世纪最具有开发和应用潜力的绿色工程材 料 , 近几年镁合金开始替代 铝材和钢 材, 用 于交通、 通讯、 航空航 天等领域 , 其生 产和消耗 呈快速上 升趋 势
[ 7- 15]
。
镁合金短流程合金化工艺的突出特点就是 提前合金化。目前有多种提前合金化形式 ( 图 2 ~ 4)。 精炼 - 合金化 - 二次精炼 是最先出现 的一种提前合金化形式 (图 2) , 考虑到实际的净 化效果 , 需要进行两次精炼处理。为了进一步缩 短流程 , 后来相继出现了 合金化 - 精炼 与 精 炼 - 合金化 这两种形式的提前合金化工艺 ( 图 3) , 这两种形式 是镁合金压铸件生产流程 最短 的工艺
[ 21]
。目前用的保护气体通常有两类: 一类是 N 2、
CO2、 SO2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ含氟气体等反应性气体; 另一类是氩、 氦等惰性气体。
18 N 2、 CO2、 SO 2 分别在 648∀
[ 21]
[ 15]
图 2 镁合金短流程合金化 ( 精炼 - 合金化 - 二次精炼 ) 工艺流程图 [ 2]
。以上 3 种提前合金化形式仍停留在
[ 8]
实验室研究阶段 , 图 4 给出是实际生产中得到应用的提前合金化形式, 为 第 1 次合金化 - 第 1 次精炼 - 第 2 次精炼 + 第 2 次合金化 (图 4) 。
图 3 镁合金短流程合金化 ( 合金化 - 精炼 或 精炼 - 合金 化 ) 工艺流程图 [ 11]
与镁合金传统熔炼工艺相比, 镁合金短流程合金化工艺由粗镁直接合金化生产镁合金 , 减少了镁在二次 熔炼过程中的损失, 使得镁合金收得率由原来的 93 . 6 % 提高至 98 % ; 通过减少重熔、 精炼、 浇注等工艺过程, 每吨镁合金的电耗由原来的 202 k! W h 降至 100 k! W h , 节省电耗 40 % 以上 ; 熔剂使用量和熔剂渣排放量 分别由原来的 204 kg 和 275 kg 减少为 100 kg 和 130 kg, 减少 50 % 以上。对于具有年产 25 万吨生产能力的
图 4 镁合金短 流程合金化 ( 第 1 次合金化 - 第 1 次 精炼 - 第 2 次精炼 + 第 2 次合金化 ) 工艺流程图 [ 8]
强度、 韧性、 疲劳抗力、 流动性和铸造性能以及抗腐蚀性能等。因此 , 镁合金的熔炼过程相对而言比较困难, 在熔炼过程中需要防止氧化、 燃烧的保护工艺 , 以及去除夹杂的净化工艺。目前 , 镁及镁合金的保护和净化 仍然是镁合金短流程合金化熔炼的关键技术。保护技术主要有熔剂保护法、 气体保护法和合金化阻燃法 3 种 ; 镁及镁合金熔体的净化技术可分为熔剂净化法和非熔剂净化法 2大类。 2 . 1 保护技术 在熔炼过程中, 暴露在空气中的镁合金熔体极易与 O 2 发生氧化 , 甚至燃烧 , 氧化产物 M gO 的结构疏松, 致密度系数为 0 . 8
1 , 2 1 , 2 1 1 1
( 1. 山东省科学院新材料研究所 , 山东 济南 250014; 2. 中国科学 院金属研究所 , 辽宁 沈阳 110016) 摘要 : 本文综述了镁合金短流程 熔炼工艺的特点、 关键技 术以及该工 艺的研究 和应用进展。 指出提前合 金化 是该工艺的特点 , 保护和净化为 该工艺的关键技术 , 该工 艺已经产业 化 , 但 产业化程度 不高 , 全面产业化 需短 流程净化技术、 熔剂成分与氧化 物夹杂反应机制、 新型高效环保熔剂的研制、 渣液分离技术等相关科学和技术 问题的解决。 关键词 : 镁合金 ; 熔炼 ; 短流程 ; 进展 中图分类号 : TG 146 . 2+ 2 文献标识码 : A
收稿日期 : 2010 06 20 基金项目 : 国家科技部支撑计划 ( 2008BAE63B02) ; 山东省科学院科技发展基金 ( 201036 ) 作者简介 : 李卫红 ( 1974- ) , 女 , 博士后 , 研究方向为镁合金熔体净化。
16
山
东
科
学
2010 年
图 1 镁合金传统 生产工艺流程示意图
[ 16]
, 不能阻止氧化膜下面的熔体的氧化燃烧。因此, 采用镁合金短流程合金化工艺生产
表 1 几种典型镁合金用熔剂 的化学成分 [ 17] (% )
牌号 BN 2 BN 3 RJ2 D ow 230 D ow 234 S tandard M Z S tandard E E lrasal Z E lrasal D 镁 C l2 38 ~ 46 33 ~ 40 38 ~ 46 34 50 10 35 44 31 KC l 32~ 40 25~ 36 32~ 40 55 25 20 10 41 25 B aC l2 5~ 8 5~ 8 5~ 8 9 20 40 15 7 CaC l2 <8 <8 <8 30 10 6 6 N aC l CaF2 3~ 5 15 ~ 20 3~ 5 2 5 5 21 镁 O <1 . 5 <1 . 5 4 5 不溶物 H 2 O < 1 . 5 < 1 . 5 < 1 . 5 <2 <2 <2 -
镁合金时, 镁合金熔化、 精炼、 合金化、 保温与浇注过程都需要采用一定的保护技术。 2 . 1 . 1 熔剂保护法 20 世 纪 70 年 代以 前, 镁 合金熔炼时一般采用熔剂保护 法 , 其保护机理是将低熔点物 质洒在镁及镁合金表 面, 熔化 后熔剂熔体在镁合金熔体表面 铺展开 , 覆盖在金属熔体表面, 阻止镁熔体与空气接 触, 从而 起到保护作用。目前国外的镁 合金 保护 熔剂 有: 原苏 联 BN 系 列熔剂、 美国 Dow系列熔剂、 英国 S tandard 系列熔剂、 德国 E lrasal系列熔剂等。我国采用 RJ系列熔剂。表 1 给出了一些熔剂的成分及质 量百分比。 熔剂保护法成本低、 操作简便、 保护效果好 , 在现在工业中仍然有广泛的应用; 但是 , 含有氯盐和氟盐的 熔剂, 不仅在熔剂的制备过程中产生 C l2、 H C l等有害气体, 在熔剂使用过程中还会产生第二次气体排放, 危 害人体健康、 腐蚀设备、 污染环境; 另外, 采用这些熔剂保护含有铼元素的镁合金时, 熔剂与铼元素发生反应 降低了铼元素的实收率 泡剂, 研制出了 JDMF
[ 1- 5]
。
目前, 我国大部分镁合金生产企业生产的多为国际上已形成标准牌号的普通镁合金 , 如 AZ91D、 AM 60B 等。镁合金大多采用由镁矿资源到粗镁、 由粗镁到纯镁 , 以及由纯镁到镁合金的传统生产工艺路线 ( 图 1)。 我国 98 % 以上的金属镁是由皮江法生产
[ 6]
, 而由粗镁至纯镁与由纯镁至镁合金的两个环节在空间上是分隔
第 5期
李卫红 , 等 : 镁合金短流程合 金化熔炼工艺研究进展
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镁合金大国来说 , 具有重大的经济和社会意义。
2 镁合金短流程合金化熔炼关键技术
镁化学活性高, 在高温下极易与空气中的 O2、 H 2 O、 N 2 等反应, 甚至燃烧、 爆炸; 再者镁合金在熔 炼过程中, 不可避免 地会引入氧化物等非金属夹 杂物, 非金属夹杂物的存在, 会严重损害镁合金的
的 , 是两个相互独立的非连续过程。很多原镁厂家与合金厂家都位于不同的地域, 合金厂家向原镁厂家订 购 , 并经海路或陆路运抵合金厂家; 即使是同一厂家 , 由粗镁精炼至纯镁与由纯镁至镁合金的两个工艺过程 也是在不同的车间操作。镁合金传统生产工艺流程长, 能源利用率低, 镁合金烧损严重, 熔剂消耗量大, 环境 污染严重。传统工艺存在着巨大的节能减排空间。近年来 , 随着汽车、 通讯、 航空航天等产业对镁合金需求 量的增加, 对短流程低成本镁合金生产技术的研发逐渐提上了日程。本文介绍了镁合金短流程熔炼工艺的 特点及关键技术 , 综述了该工艺的研究及应用进展。
第 23 卷 第 5 期 2010 年 10 月 文章编号 : 1002 4026( 2010) 05 0015 07