專利名稱：鎂合金熔煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金由于具有較小的密度(是實(shí)用結(jié)構(gòu)金屬中密度最小的一種)使其在許多場合具有十分顯著的優(yōu)勢。特別是在航空、航天、以及汽車、摩托車、高速/輕軌列車等交通工具輕量化方面具有難以替代的優(yōu)勢。構(gòu)件的密度小可以節(jié)省能源，在高速運(yùn)動的場合還具有慣性小的優(yōu)勢，這對于交通工具的啟動和制動具有顯著作用。
但是鎂合金的傳統(tǒng)熔煉方法是采用熔化爐先將所要熔煉的鎂錠一次全部熔化，然后將其它合金元素以純金屬或中間合金的形式直接加入到鎂熔液中進(jìn)行合金化。由于全部鎂錠同時(shí)升溫熔化，鎂錠氧化和燒損比較大；另一方面，其它合金元素金屬例如鋁、錳或鋁-錳中間合金等，它們的熔點(diǎn)、密度與金屬鎂的差距較大，為了使這些合金元素金屬充分熔化，必須提高熔化溫度、延長熔化時(shí)間，進(jìn)一步加劇了鎂合金熔煉過程中的氧化和燒損。因此鎂合金的傳統(tǒng)熔煉方法，金屬氧化和燒損大并且難以控制，制備的鎂合金夾雜物多、質(zhì)量和性能降低而且不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎂合金制備方法。該方法可以防止金屬氧化和燒損，減少鎂合金夾雜物、提高鎂合金質(zhì)量和性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種鎂合金熔煉方法，該方法包括下述步驟(1)、按所要制備的鎂合金的成份的重量百分比進(jìn)行備料；(2)、將預(yù)熱爐升溫到160～660℃，并將熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐分別升溫到500～800℃，且都分別通入保護(hù)氣體；(3)、在預(yù)熱爐中，將純鎂錠預(yù)熱到120～600℃；(4)、在已經(jīng)預(yù)熱的熔化爐中進(jìn)行第一爐純鎂錠的熔煉，首先將占1熔化爐的熔化重量1/2～1/20的預(yù)熱純鎂錠加入熔化爐中，使其在混合氣體氣體保護(hù)下完全熔化，然后將其余的預(yù)熱純鎂錠分批加入到熔化爐中，待前一批預(yù)熱純鎂錠熔化后，再加入下一批預(yù)熱鎂錠，每批加入量以純鎂錠完全淹沒在鎂熔液中為準(zhǔn)；如此重復(fù)進(jìn)行，直至純鎂錠加入量達(dá)到預(yù)定值，完全熔化后，將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在660～780℃；(5)、將鎂熔液從熔化爐中轉(zhuǎn)移到合金化爐中，轉(zhuǎn)移的鎂熔液重量按所要制備的鎂合金重量和鎂合金成份計(jì)算出，并將合金化爐中的鎂熔液溫度控制在660～780℃；(6)、采用感應(yīng)熔化爐或者燃?xì)馊刍癄t或者電阻加熱熔化爐將鎂合金中的除鎂金屬以外的其它合金元素金屬在大氣下或者真空、或者惰性氣體保護(hù)下熔化，其加入量按所要制備的鎂合金重量和鎂合金成份計(jì)算出，熔化后升溫過熱5～300℃，然后再進(jìn)行精煉，精煉結(jié)束后將熔液溫度維持在720～730℃；(7)、再將步驟(5)中的精煉好的合金元素金屬熔液，輸送到合金化爐中與合金化爐中的鎂熔液混合，然后對合金化爐中的鎂合金熔液進(jìn)行吹氬氣精煉，同時(shí)攪拌，精煉-攪拌5～55分鐘，將熔液表面的浮渣清理干凈；(8)、再將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中，將熔液溫度維持在680～860℃，保溫靜置5～90分鐘；(9)、最后，將鎂合金熔液從靜置保溫爐中澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具中凝固成鑄錠；或者將鎂合金熔液輸送到結(jié)晶器中，進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)鑄造。
所述的步驟(4)中進(jìn)行的第一爐純鎂錠的熔煉，其熔煉鎂熔液量要大于轉(zhuǎn)移到合金化爐的鎂熔液量；在所述的步驟(5)中，將鎂熔液從熔化爐中轉(zhuǎn)移到合金化爐后，在熔化爐中存留鎂熔液，以作為下一爐次鎂合金的首批的鎂熔液，使純鎂錠的熔煉連續(xù)進(jìn)行。下一爐次純鎂錠的熔煉過程是在第一爐次存留的鎂熔液中，分批將預(yù)熱純鎂錠加入，具體操作同步驟(4)，以使純鎂錠的熔煉連續(xù)進(jìn)行，可以縮短第一爐以后的各爐的熔化時(shí)間。這樣，除第一爐的第一批純鎂錠以外，其余的各爐各批的純鎂錠都是沒入到金屬鎂液面以下熔化的，因此其余的各爐各批的純鎂錠氧化和燒損量小。
在所述的步驟(6)中，其精煉過程是，在熔液下部向熔液中吹氮?dú)饣驓鍤?、或者氮?dú)夂蜌鍤獾幕旌蠚怏w，精煉2～40分鐘，氣體的流量為2～40L/min。
在所述的步驟(2)中，所述的保護(hù)氣體為含有0.2～0.5體積％SF6的N2、或含有1～50體積％SO2、1～50體積％CO2、余量為N2的保護(hù)氣體。
所要制備的鎂合金可以是Mg-Al系鎂合金、Mg-Al-Mn系鎂合金、Mg-Al-Zn系鎂合金，以下分別進(jìn)行說明。
所要制備的鎂合金為Mg-Al系鎂合金，在所述的步驟(6)中，是將鋁進(jìn)行熔化。
所要制備的鎂合金為Mg-Al-Mn系鎂合金，在所述的步驟(6)中，按照鋁、錳的順序分別先后進(jìn)行熔化，制成鋁錳合金熔液，并在鋁錳合金熔液精煉之前，采用C2Cl6對該合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁錳合金熔液重量的0.1～1％。
所要制備的鎂合金為Mg-Al-Zn系鎂合金，在所述的步驟(6)中，按照鋁、鋅的順序分別先后進(jìn)行熔化，制成鋁鋅合金熔液，并在鋁鋅合金熔液精煉之前，采用C2Cl6對該合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁鋅合金熔液重量的0.1～1％。
本發(fā)明的鎂合金生產(chǎn)方法與傳統(tǒng)的鎂合金生產(chǎn)方法具有以下的不同的點(diǎn)，從而使本發(fā)明的鎂合金生產(chǎn)方法具有以下的優(yōu)點(diǎn)。
1.現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)的鎂合金生產(chǎn)方法是采用熔化爐先將所要熔煉的鎂錠一次全部熔化，然后再將其它合金元素以固態(tài)純金屬或中間合金的形式直接加入到鎂熔液中進(jìn)行熔化和合金化。而本發(fā)明鎂合金生產(chǎn)方法是金屬鎂與其它合金元素金屬分別在不同的熔化爐熔化，例如金屬鎂在熔化爐中熔化，其它合金元素金屬在感應(yīng)熔化爐或者燃?xì)馊刍癄t或者電阻加熱熔化爐熔化。
2.金屬鎂的熔化是將預(yù)熱后的鎂錠分批加入到熔化爐中，并且鎂錠沒入到金屬鎂液面以下，可以減少燒損和熔化時(shí)間。
3.將熔化后的金屬鎂熔液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。同時(shí)要在金屬鎂熔化爐中留一定量的鎂熔液，供第2爐熔化金屬鎂用，可以縮短以后各爐的熔化時(shí)間。
4.然后將其它合金元素金屬熔化后轉(zhuǎn)移到鎂熔液中，實(shí)現(xiàn)合金化。
5.金屬鎂的熔化除第一爐熔化時(shí)的第一次加的鎂錠是暴露在混合氣體下熔化外，以后加入的鎂錠都是沒入到金屬鎂液面以下熔化的。因此第一爐熔化時(shí)的第一次加的鎂錠量既不能太多，也不能太少；第一次加的太多，氧化和燒損量大；加的太少，熔化時(shí)間太長。因此，本發(fā)明將第一爐熔化時(shí)的第一次加的鎂錠量定為1爐鎂錠總?cè)刍亓康?/2～1/20。
6.本發(fā)明所使用的靜置保溫爐起著囤積鎂合金熔液的作用，本發(fā)明還能實(shí)現(xiàn)鎂合金連續(xù)熔煉/鑄造。
綜上所述，本發(fā)明的鎂合金制備方法可以防止金屬氧化和燒損，減少鎂合金夾雜物、提高鎂合金質(zhì)量和性能。氯化物含量從大于50×10-6，降低到小于10×10-6。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的鎂合金制備方法具體如下備料準(zhǔn)備按所要制備的鎂合金的成份的重量百分比進(jìn)行備料。
熔煉準(zhǔn)備接通預(yù)熱爐、熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐的電源，升溫。將預(yù)熱爐升溫到160～660℃，將熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐升溫到500～800℃，通入保護(hù)氣體，保護(hù)氣體可以是混合氣體(0.2～0.5％SF6+N2)、(1～50％SO2+1～50％CO2+N2)等混合氣體。其中，含有0.2～0.5體積％SF6的N2的混合氣體，簡稱為混合氣體(0.2～0.5％SF6+N2)；1～50％SO2+1～50％CO2+N2為含有1～50體積％SO2、1～50體積％CO2、余量為N2的混合氣體，簡稱為混合氣體(1～50％SO2+1～50％CO2+N2)。
關(guān)于作為原料的純鎂錠預(yù)熱，采用預(yù)熱爐將表面潔凈的純鎂錠預(yù)熱到120～600℃。
關(guān)于純鎂錠熔化，第一爐熔煉時(shí)，首先將占1爐熔化量1/2～1/20的純鎂錠加入已經(jīng)預(yù)熱的熔化爐中，使其在混合氣體氣體保護(hù)下完全熔化，然后將其余的純鎂錠分批加入到熔化爐中。每批加入量以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；待完全熔化后再加入下一批預(yù)熱鎂錠，加入量仍然以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；如此反復(fù)，直至鎂錠加入量達(dá)到預(yù)定值，完全熔化后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在660～780℃。然后用熔體泵或者其它方法將預(yù)定量的鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。轉(zhuǎn)移結(jié)束后，將預(yù)熱后的純鎂錠再分批加入到熔化爐中熔化，開始下一爐次鎂合金的熔煉，具體操作同前。
關(guān)于合金元素金屬的熔煉，首先采用感應(yīng)熔化爐或者燃?xì)馊刍癄t或者電阻加熱熔化爐，按照需要熔煉的鎂合金成分將一定量的主要合金元素金屬例如純鋁熔化，并升溫過熱5～300℃，再按照鎂合金成分分別加入一定量的其它合金元素金屬例如錳，并用石墨棒等不與金屬熔液反應(yīng)的攪拌工具攪拌，直到所有合金元素金屬完全熔化。將溫度控制在熔點(diǎn)以上5～300℃。對于Mg-Al-Zn系或Mg-Al-Mn系鎂合金，例如AZ91D、AM60B合金的熔煉，采用C2Cl6對鋁合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁合金熔液重量的0.1～1％。變質(zhì)處理結(jié)束后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈；然后吹氮?dú)饩珶?～40分鐘(吹頭應(yīng)插入熔液下部)，流量為2～40L/min，通氣量以液面有平緩的沸騰為宜，吹氮?dú)饩珶捊Y(jié)束后用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈。精煉結(jié)束后將熔液溫度維持在720～730℃待用。
關(guān)于合金化，在鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐后，將其溫度控制在660～780℃。將精煉好的合金元素金屬熔液，例如鋁-錳-鋅合金熔液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。然后對鎂合金熔液進(jìn)行吹氬氣精煉，同時(shí)采用熔液攪拌機(jī)攪拌，精煉-攪拌5～55分鐘，用把扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈。然后用熔體泵或者其它方法將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中。
關(guān)于靜置-澆注，鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐后，將熔液溫度維持在680～860℃，保溫靜置5～90分鐘；然后用熔體轉(zhuǎn)移泵或者其它方法將鎂合金熔液澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具中凝固成鑄錠。或者用熔體泵或者其它方法將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到結(jié)晶器中，進(jìn)行連續(xù)/半連續(xù)鑄造。
至此，1個(gè)熔煉周期結(jié)束。
實(shí)施例11000公斤AZ91D鎂合金熔煉方法。
1、熔煉準(zhǔn)備接通預(yù)熱爐、熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐的電源，升溫。將預(yù)熱爐升溫到420～460℃，將熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐分別升溫到600～620℃，分別通入保護(hù)氣體(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、純鎂錠預(yù)熱采用預(yù)熱爐將表面潔凈的純鎂錠預(yù)熱到380～420℃。
3、純鎂錠熔化首先加入100～120公斤表面潔凈的純鎂錠，使其在前述混合氣體保護(hù)下完全熔化，然后分批將預(yù)熱到設(shè)定溫度的純鎂錠加入到熔化爐中。第1次加入約30～50公斤，具體加入量以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；待完全熔化后再加入第2批預(yù)熱鎂錠，加入量仍然以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；如此反復(fù)，直至鎂錠加入量達(dá)到預(yù)定值1010～1050公斤，完全熔化后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在675～685℃。用熔體泵將905～915公斤鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。轉(zhuǎn)移結(jié)束后，將預(yù)熱后的純鎂錠分批加入到熔化爐中，進(jìn)行下一爐次的熔化，具體操作同前。
4、鋁合金熔煉首先采用中頻熔鋁爐，按照鎂合金成分將86～93公斤的純鋁錠熔化，并升溫至750℃，按照鎂合金成分加入1.8～2.5公斤的金屬錳，并用石墨棒攪拌，直到金屬錳完全熔化；然后按照鎂合金成分加入6.5～8.5公斤的金屬鋅，并用石墨棒攪拌，直到金屬鋅完全熔化。將溫度控制在730～750℃，用C2Cl6對鋁合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁合金熔液重量的0.1～1％。變質(zhì)處理結(jié)束后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈，然后吹氮?dú)饩珶?0～15分鐘(吹頭應(yīng)插入熔液下部)，流量為5～10L/min，通氣量以液面有平緩的沸騰為宜。精煉結(jié)束后將熔液溫度維持在720～730℃待用。
5、合金化在鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐后，將其溫度控制在675～685℃。將精煉好的鋁-錳-鋅合金熔液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。然后對鎂合金熔液進(jìn)行吹氬氣精煉，并且采用熔液攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，同時(shí)向液面撒常用的鎂合金精煉劑，精煉劑用量為3.5～5公斤，精煉-攪拌10～15分鐘，用把扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈。然后用熔體泵將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中。
6、靜置-澆注鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐后，將熔液溫度維持在680～710℃，保溫靜置15～40分鐘；然后用熔體轉(zhuǎn)移泵將鎂合金熔液澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具中凝固成鑄錠。至此熔煉結(jié)束。
實(shí)施例21000公斤AM60B鎂合金熔煉方法。
1、熔煉準(zhǔn)備接通預(yù)熱爐、熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐的電源，升溫。將預(yù)熱爐升溫到420～460℃，將熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐升溫到600～620℃，通入保護(hù)氣體(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、純鎂錠預(yù)熱采用預(yù)熱爐將表面潔凈的純鎂錠預(yù)熱到380～420℃。
3、純鎂錠熔化首先加入100～120公斤表面潔凈的純鎂錠，使其在前述混合氣體保護(hù)下完全熔化，然后分批將預(yù)熱到設(shè)定溫度的純鎂錠加入到熔化爐中。第1次加入約30～50公斤，具體加入量以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；待完全熔化后再加入第2批預(yù)熱鎂錠，加入量仍然以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；如此反復(fù)，直至鎂錠加入量達(dá)到預(yù)定值1050～1060公斤，完全熔化后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在675～685℃。用熔體泵將930～940公斤鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。轉(zhuǎn)移結(jié)束后，將預(yù)熱后的純鎂錠分批加入到熔化爐中，進(jìn)行下一爐次的熔化，具體操作同前。
4、鋁合金熔煉首先采用中頻熔鋁爐，按照鎂合金成分將58～65公斤的純鋁錠熔化，并升溫至750℃，按照鎂合金成分加入4.6～5.0公斤的金屬錳，并用石墨棒攪拌，直到金屬錳完全熔化。將溫度控制在730～750℃，用C2Cl6對鋁合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁合金熔液重量的0.1～1％。變質(zhì)處理結(jié)束后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈，然后吹氮?dú)饩珶?0～15分鐘(吹頭應(yīng)插入熔液下部)，流量為5～10L/min，通氣量以液面有平緩的沸騰為宜。精煉結(jié)束后將熔液溫度維持在720～730℃待用。
5、合金化在鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐后，將其溫度控制在675～685℃。將精煉好的鋁-錳-鋅合金熔液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。然后對鎂合金熔液進(jìn)行吹氬氣精煉，并且采用熔液攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，同時(shí)向液面撒常用的鎂合金精煉劑，精煉劑用量為3.5～5公斤，精煉-攪拌10～15分鐘，用把扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈。然后用熔體泵將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中。
6、靜置-澆注鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐后，將熔液溫度維持在680～710℃，保溫靜置15～40分鐘；然后用熔體轉(zhuǎn)移泵將鎂合金熔液澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具中凝固成鑄錠。至此熔煉結(jié)束。
實(shí)施例31000公斤AS41B鎂合金熔煉方法。
1、熔煉準(zhǔn)備接通預(yù)熱爐、熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐的電源，升溫。將預(yù)熱爐升溫到420～460℃，將熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐升溫到600～620℃，通入保護(hù)氣體(0.2～0.5％SF6+N2)。
2、純鎂錠預(yù)熱采用預(yù)熱爐將表面潔凈的純鎂錠預(yù)熱到380～420℃。
3、純鎂錠熔化首先加入100～120公斤表面潔凈的純鎂錠，使其在前述混合氣體保護(hù)下完全熔化，然后分批將預(yù)熱到設(shè)定溫度的純鎂錠加入到熔化爐中。第1次加入約30～50公斤，具體加入量以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；待完全熔化后再加入第2批預(yù)熱鎂錠，加入量仍然以鎂錠完全淹沒在鎂液中為準(zhǔn)；如此反復(fù)，直至鎂錠加入量達(dá)到預(yù)定值1060～1070公斤，完全熔化后，用扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在675～685℃。用熔體泵將940～950公斤鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。轉(zhuǎn)移結(jié)束后，將預(yù)熱后的純鎂錠分批加入到熔化爐中，進(jìn)行下一爐次的熔化，具體操作同前。
4、鋁合金熔煉首先采用中頻熔鋁爐，按照鎂合金成分將43～46公斤的純鋁錠熔化，并升溫至780～850℃，按照鎂合金成分加入8.6～9.0公斤的純多晶硅，并用石墨棒攪拌，直到多晶硅完全熔化。將溫度控制在750～760℃，吹氮?dú)饩珶?～12分鐘(吹頭應(yīng)插入熔液下部)，流量為3～6L/min，通氣量以液面有平緩的沸騰為宜。精煉結(jié)束后將熔液溫度維持在750～760℃待用。
5、合金化在鎂液轉(zhuǎn)移到合金化爐后，將其溫度控制在705～715℃。將精煉好的鋁-硅合金熔液轉(zhuǎn)移到合金化爐中。然后對鎂合金熔液進(jìn)行吹氬氣精煉，并且采用熔液攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，同時(shí)向液面撒常用的鎂合金精煉劑，精煉劑用量為3.5～5公斤，精煉-攪拌10～15分鐘，用把扒渣勺將熔液表面的浮渣清理干凈。然后用熔體泵將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中。
6、靜置-澆注鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐后，將熔液溫度維持在700～710℃，保溫靜置15～40分鐘；然后用熔體轉(zhuǎn)移泵將鎂合金熔液澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具中凝固成鑄錠。至此熔煉結(jié)束。
上述實(shí)施例中，所得到的鎂合金的樣品均進(jìn)行Cl-含量的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)依據(jù)為JY/T020-1996，主要檢驗(yàn)設(shè)備及其編號為SB-081離子色譜儀。檢驗(yàn)結(jié)果Cl-含量(mg/kg)實(shí)施例1的AZ91D鎂合金的Cl-含量為0.50mg/kg；實(shí)施例2的AM60B鎂合金的Cl-含量為0.80mg/kg；實(shí)施例3的AS41B鎂合金Cl-含量為6.65mg/kg。充分說明本發(fā)明的鎂合金制備方法可以減少鎂合金夾雜物、能夠提高鎂合金質(zhì)量和性能。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金熔煉方法，其特征在于該方法包括下述步驟(1)、按所要制備的鎂合金的成份的重量百分比進(jìn)行備料；(2)、將預(yù)熱爐升溫到160～660℃，并將熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐分別升溫到500～800℃，且都分別通入保護(hù)氣體；(3)、在預(yù)熱爐中，將純鎂錠預(yù)熱到120～600℃；(4)、在已經(jīng)預(yù)熱的熔化爐中進(jìn)行第一爐純鎂錠的熔煉，首先將占1熔化爐的熔化量1/2～1/20的預(yù)熱純鎂錠加入熔化爐中，使其在混合氣體保護(hù)下完全熔化，然后將其余的預(yù)熱純鎂錠分批加入到熔化爐中，待每前一批預(yù)熱純鎂錠熔化后，再加入下一批預(yù)熱鎂錠，每批加入量以純鎂錠完全淹沒在鎂熔液中為準(zhǔn)；如此重復(fù)進(jìn)行，直至純鎂錠加入量達(dá)到預(yù)定值，完全熔化后，將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在660～780℃；(5)、將鎂熔液從熔化爐中轉(zhuǎn)移到合金化爐中，轉(zhuǎn)移的鎂熔液重量按所要制備的鎂合金重量和鎂合金成份計(jì)算出，并將合金化爐中的鎂熔液溫度控制在660～780℃；(6)、采用感應(yīng)熔化爐或者燃?xì)馊刍癄t或者電阻加熱熔化爐將鎂合金中的除鎂金屬以外的其它合金元素金屬在大氣下或者真空、或者惰性氣體保護(hù)下熔化，其加入量按所要制備的鎂合金重量和鎂合金成份計(jì)算出，熔化后將熔液升溫過熱5～300℃，然后再進(jìn)行精煉，其精煉過程是，在熔液下部向熔液中吹氮?dú)饩珶?～40分鐘，氮?dú)獾牧髁繛?～40L/min精煉結(jié)束后將熔液溫度維持在720～730℃；(7)、再將步驟(5)中的精煉好的合金元素金屬熔液，輸送到合金化爐中與合金化爐中的鎂熔液混合，然后對合金化爐中的鎂合金熔液進(jìn)行吹氬氣精煉，同時(shí)攪拌，精煉—攪拌5～55分鐘，將熔液表面的浮渣清理干凈；(8)、再將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中，將熔液溫度維持在680～860℃，保溫靜置5～90分鐘；(9)、最后，將鎂合金熔液從靜置保溫爐中澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具中凝固成鑄錠；或者將鎂合金熔液輸送到結(jié)晶器中，進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)鑄造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熔煉方法，其特征在于所述的步驟(4)中進(jìn)行的第一爐純鎂錠的熔煉，其熔煉鎂熔液量要大于轉(zhuǎn)移到合金化爐的鎂熔液量；在所述的步驟(5)中，將鎂熔液從熔化爐中轉(zhuǎn)移到合金化爐后，在熔化爐中存留鎂熔液，以作為下一爐次鎂合金的首批的鎂熔液熔，使純鎂錠的熔煉連續(xù)進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熔煉方法，其特征在于在所述的步驟(6)中，其精煉過程是，是在熔液下部向熔液中吹氮?dú)饣驓鍤?、或者氮?dú)夂蜌鍤獾幕旌蠚怏w，精煉2～40分鐘，氣體的流量為2～40L/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熔煉方法，其特征在于在所述的步驟(2)中，所述的保護(hù)氣體為含有0.2～0.5體積％SF6的N2、或含有1～50體積％SO2、1～50體積％CO2、余量為N2的保護(hù)氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熔煉方法，其特征在于所要制備的鎂合金為Mg-Al系鎂合金，在所述的步驟(6)中，是先將鋁進(jìn)行熔化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熔煉方法，其特征在于所要制備的鎂合金為Mg-Al-Mn系鎂合金，在所述的步驟(6)中，按照鋁、錳的順序分別先后進(jìn)行熔化，制成鋁錳合金熔液，并在鋁錳合金熔液精煉之前，采用C2Cl6對該合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁錳合金熔液重量的0.1～1％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熔煉方法，其特征在于所要制備的鎂合金為Mg-Al-Zn系鎂合金，在所述的步驟(6)中，按照鋁、鋅的順序分別先后進(jìn)行熔化，制成鋁鋅合金熔液，并在鋁鋅合金熔液精煉之前，采用C2Cl6對該合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，C2Cl6使用量為鋁鋅合金熔液重量的0.1～1％。
全文摘要
一種鎂合金熔煉方法，包括下述步驟備料；將預(yù)熱爐、熔化爐、合金化爐和靜置保溫爐分別升溫，且都分別通入保護(hù)氣體；在預(yù)熱爐中，將純鎂錠預(yù)熱到120～600℃；分若干批將預(yù)熱鎂錠加入到熔化爐中熔化，并將溫度控制在660～780℃；將鎂熔液輸送到合金化爐中，將其溫度控制在660～780℃；采用熔化爐將其它合金元素金屬熔化，再進(jìn)行精煉，精煉后將熔液溫度維持在720～730℃；將其它合金元素金屬熔液輸送到合金化爐中與鎂熔液混合，進(jìn)行吹氬氣精煉；將鎂合金熔液轉(zhuǎn)移到靜置保溫爐中，將熔液溫度維持在680～860℃；將鎂合金熔液澆注成鑄錠；或者進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)鑄造。該方法可以防止金屬氧化和燒損失，減少鎂合金夾雜物多、提高鎂合金質(zhì)量和性能。
文檔編號C22C23/00GK1966747SQ200510123309
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者張奎, 李興剛, 羅文 , 米緒軍, 焦紅忠, 熊柏青, 孫銀祥, 李永華 申請人:北京有色金屬研究總院