專利名稱：一種用高能超聲制備鎂鑭中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備鎂鑭中間合金的方法，尤其涉及一種用高能超聲制備鎂鑭中間合金的方法。
背景技術(shù)：
稀土在鎂合金及其它合金中多以微量元素加入，由于稀土元素具有很高的化學(xué)活性，且熔點(diǎn)較高，高溫下易氧化和燒損。為了提高鎂合金中稀土元素成分的精確性，使其能在較低的熔煉溫度的情況下溶入到鎂合金中，所以在鎂合金中稀土多以中間合金的形式加入。在長(zhǎng)期的研究中，人們不斷探索鎂_稀土中間合金的制備方法，目前制備稀土鎂合金的生產(chǎn)方法大致概括有以下兩種
直接熔合法是將稀土或混合稀土金屬按一定比例加入到高溫鎂液中，制得中間合金。 其特點(diǎn)是操作方便，合金成分含量穩(wěn)定。缺點(diǎn)就是容易引起合金成分偏析，造成局部成分過濃、分散不均勻等缺陷。熔鹽電解法在電解爐內(nèi)，以氯化鉀、氯化鎂和稀土氯化物作為電解質(zhì)，從稀土和鎂的氯化物中電解制得鎂-稀土中間合金。在氟化物熔鹽電解質(zhì)體系中，加入稀土氧化物 (REO)和氧化鎂(MgO)的混合物，通過電解制得鎂-稀土中間合金。其優(yōu)點(diǎn)是可以制得較高含量鎂_稀土的中間合金，但是在電解過程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境，危害人體健康。 除此之外，合金成分難以控制，波動(dòng)范圍較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用高能超聲制備鎂鑭中間合金的方法，采用本發(fā)明得到的鎂鑭中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 粉末狀稀土鑭用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在700°C 720°C范圍內(nèi)保溫 20 30分鐘，將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理，超聲時(shí)間為30 45分鐘，超聲功率為400W 800W，在上述溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明得到的鎂鑭中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點(diǎn)，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。


圖為本發(fā)明制備的Mg-La中間合金顯微組織。
具體實(shí)施例方式Mg-La中間合金
實(shí)施實(shí)例1 首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的粉末狀稀土鑭 (La的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在700°C下保溫30分鐘。將超聲變幅桿伸入熔體中，進(jìn)行超聲處理。超聲30分鐘，超聲功率為800W，在700°C下精煉除雜，澆鑄取樣。實(shí)施實(shí)例2 首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的粉末狀稀土鑭(La的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在710°C下保溫25 分鐘。將超聲變幅桿伸入熔體中，進(jìn)行超聲處理。超聲40分鐘，超聲功率為600W，在710°C 下精煉除雜，澆鑄取樣。實(shí)施實(shí)例3 首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的粉末狀稀土鑭(La的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在720°C下保溫20 分鐘。將超聲變幅桿伸入熔體中，進(jìn)行超聲處理。超聲45分鐘，超聲功率為400W，在720°C 下精煉除雜，澆鑄取樣。如圖1所示，在實(shí)施實(shí)例2條件下獲得的Mg-La中間合金組織中共晶組織分布的很均勻，形狀也很圓整。超聲波導(dǎo)入合金熔體時(shí)，聲波的傳播將會(huì)出現(xiàn)許多非線性效應(yīng)，其中主要表現(xiàn)為空化和聲流效應(yīng)，空化和聲流所引發(fā)的力學(xué)效應(yīng)中的攪拌、分散、沖擊破壞和熱學(xué)效應(yīng)中整體加熱、邊界處的局部加熱作用，顯著改善鑭在純鎂熔液中的潤(rùn)濕性，使得經(jīng)過高能超聲處理的鎂鑭中間合金中的鑭能夠均勻的分散在鎂溶液中，消除成分偏析，減少氧化夾雜。在實(shí)驗(yàn)過程中鑭的加入是用鋁箔紙包裹好的，能夠有效的避免稀土的氧化和燒損。從而所制得的鎂鑭中間合金成分穩(wěn)定，氧化夾雜以及成分偏析少。綜上所述，也可從圖中看出，采用本發(fā)明得到的Mg-La中間合金的組織中共晶組織圓整且分布均勻，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。
權(quán)利要求
1. 一種用高能超聲制備鎂鑭中間合金的方法，其特征是制備方法為首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%粉末狀稀土鑭用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在700°C 720°C范圍內(nèi)保溫20 30分鐘，將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理，超聲時(shí)間為30 45分鐘，超聲功率為400W 800W，在上述溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣。
全文摘要
一種用高能超聲制備鎂鑭中間合金的方法，制備方法為首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將粉末狀稀土鑭用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在700～720℃范圍內(nèi)保溫20～30分鐘。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理，超聲時(shí)間為30～45分鐘，超聲功率為400～800W。在上述溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明得到的鎂鑭中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點(diǎn)，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。
文檔編號(hào)C22C23/00GK102220505SQ201110162498
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者杜磊, 胡志, 閆思聰, 閆洪 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)