本發(fā)明涉及合金熔體處理，特別涉及一種鎂合金精煉加工工藝。
背景技術(shù)：
：鎂元素在地球地殼中的含量?jī)H在鋁、鎂之后，位居第三，約占地殼質(zhì)量的2.7%，同時(shí)，占地球表面積為70%的海洋也是一個(gè)天然的鎂資源寶庫(kù)，據(jù)預(yù)算，每立方米海水中約占1.3kg的鎂，僅死海一處的鎂，若得到全部開(kāi)發(fā)，就可供人類使用22000年。鎂合金作為最輕質(zhì)商用金屬工程材料，因其具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減振降噪能力強(qiáng)、液態(tài)成型性能優(yōu)越、能屏蔽電磁輻射和易于回收利用等特征，使其特別適合在汽車、摩托車等交通工具和計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、家電、輕工、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，現(xiàn)有專利中申請(qǐng)公布號(hào)為cn104004930a的中國(guó)專利公開(kāi)了一種鎂合金熔體精煉方法，采用鎂合金坯料進(jìn)行熔化，通入惰性氣體的中空工具頭插入到保溫容器內(nèi)的鎂合金熔體中，啟動(dòng)高強(qiáng)聲空化系統(tǒng)對(duì)合金熔體進(jìn)行處理，高強(qiáng)聲空化系統(tǒng)在熔體中的空化效應(yīng)，借助高強(qiáng)聲空化系統(tǒng)進(jìn)行精煉，精煉成本較高；申請(qǐng)公布號(hào)為cn105543529a的中國(guó)專利公開(kāi)了一種鎂合金復(fù)合精煉方法，將精煉過(guò)程分兩級(jí)進(jìn)行，兩級(jí)采用的精煉深度、精煉時(shí)間、氣體流量及溶劑流量均不同，提高了精煉質(zhì)量，降低了精煉成本，但是，采用兩級(jí)精煉的方式，延長(zhǎng)了精煉時(shí)間，鎂合金熔體中易產(chǎn)生氣泡，雜質(zhì)含量較高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種鎂合金精煉加工工藝，該精煉加工工藝將兩級(jí)精煉簡(jiǎn)化為一級(jí)精煉，方法簡(jiǎn)單，精煉效率高，精煉時(shí)間短，同時(shí)在精煉過(guò)程中除氣、除雜效果顯著，精煉純度較高。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種鎂合金精煉加工工藝，包括如下步驟：（1）采用行車將預(yù)熱過(guò)的攪拌機(jī)軸緩慢放入鎂合金液中；（2）將充氣管插入坩堝內(nèi)，調(diào)節(jié)充氣管中惰性氣體的流速為1~2l/min，使鎂合金液充分?jǐn)嚢瑁唬?）當(dāng)鎂合金液的溫度在680±10℃時(shí)，開(kāi)始機(jī)械攪拌，并保持通入惰性氣體，待溫度升至700℃時(shí)進(jìn)行取樣，取樣合格后繼續(xù)進(jìn)行攪拌，否則需要進(jìn)行微調(diào)；（4）當(dāng)鎂合金液的溫度在690℃時(shí)，緩慢加入螢石粉；（5）當(dāng)鎂合金的溫度升至700℃時(shí)，緩慢加入重量比為1：2的氟硼酸鉀與粉熔劑的混合物，該混合物的重量為總金屬投料量的0.2%；（6）結(jié)束后將攪拌機(jī)軸移開(kāi)并撒上滅火熔劑；（7）鎂合金液的表面呈純凈的、銀白色的鏡面為精煉完成。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟（4）中所加入的螢石粉的重量為15~20kg。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，取代現(xiàn)有技術(shù)中采用兩步復(fù)合精煉的方法，將一次精煉與二次精煉連接在一起，縮短了精煉時(shí)間，有助于提高精煉效率，由于鎂合金熔體中的夾雜物密度與鎂熔體的密度相當(dāng)，夾雜物大多懸浮在鎂熔體中，去除其中的雜質(zhì)十分困難，在步驟（5）中加入氟硼酸鉀與粉熔劑的混合物，有助于使通入的惰性氣體與氟硼酸鉀與粉熔劑的混合物形成混合體變得彌散細(xì)小，在相同熔劑使用量和惰性氣體使用量的情況下，接觸面積和擴(kuò)散面積均顯著增大，同時(shí)，該混合體在鎂合金熔體中的運(yùn)動(dòng)速度大大降低，也就是在鎂合金熔體中的停留時(shí)間變長(zhǎng)，有利于除去鎂合金熔體內(nèi)的雜質(zhì)、氣體，從而提高了鎂合金熔體的精煉效率，使制得的鎂合金更加致密均勻。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：從攪拌開(kāi)始到攪拌結(jié)束的時(shí)間不低于40min，其中螢石粉的加入時(shí)間不低于10min，氟硼酸鉀與粉熔劑的混合物的加入時(shí)間不少于10min。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，控制攪拌時(shí)間為40min，有助于鎂合金晶粒的細(xì)化，溶質(zhì)元素不斷發(fā)展，不斷擴(kuò)散，形成彌散相，減小成分偏析，鎂合金中的雜質(zhì)更容易聚集長(zhǎng)大，并很容易上浮到渣中，雜質(zhì)會(huì)隨著攪拌時(shí)間延長(zhǎng)而減??；在鎂合金的冶煉過(guò)程中，通過(guò)鎂合金熔劑來(lái)去除鎂合金液中的氧化物，螢石粉起到有效的消除氧化物的作用，分離鎂與氧化鎂、氯化鎂的聯(lián)接作用，有助于提高鎂合金中鎂的含量，限定螢石粉的加入時(shí)間，有助于螢石粉對(duì)鎂合金中的氧化物充分地消除；限定氟硼酸鉀與粉熔劑的混合物的添加時(shí)間，氟硼酸鉀中氟元素與鎂合金中的鐵元素容易發(fā)生反應(yīng)，生成feb聚集成大顆粒，沉降至坩堝的底部，從而對(duì)鎂合金熔體的除雜更加充分、徹底。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：鎂合金液的溫度在680±10℃，結(jié)束溫度在720~750℃。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鎂合金液的溫度升至680±10℃范圍內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械攪拌，旨在達(dá)到鎂合金的熔點(diǎn)，以使鎂合金完全融化；鎂合金熔體繼續(xù)升溫，分別經(jīng)歷700℃以及700℃以上，在相應(yīng)的溫度區(qū)間投加不同的填料，以對(duì)鎂合金熔體進(jìn)行充分除雜，待鎂合金熔體溫度達(dá)到720~750℃時(shí)，有助于進(jìn)行充分除雜。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟（2）中在充氣管插入坩堝前，預(yù)先將充氣管進(jìn)行烘烤。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，對(duì)充氣管預(yù)先進(jìn)行烘烤，以檢測(cè)充氣管是否能夠經(jīng)受高溫的烘烤，對(duì)充氣管起到有效的防護(hù)作用，有助于延長(zhǎng)其使用壽命。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：步驟（3）中采用取樣勺進(jìn)行取樣，撥開(kāi)合金液面，在合金液面下50mm左右來(lái)回晃動(dòng)，然后取出第一個(gè)樣品舍棄，再取第二個(gè)樣品作為分析樣。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，對(duì)鎂合金液進(jìn)行取樣分析時(shí)，第一次取出的分析樣舍棄，有助于提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在步驟（4）前做降溫處理，采用將鋁錠、鋅錠放在坩堝或熱風(fēng)爐邊預(yù)熱，預(yù)熱好后在提渣時(shí)把鋁、鋅錠放入提渣桶內(nèi)，緩緩加入鎂合金液，使鋁、鋅錠熔化。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鋁錠、鋅錠放在坩堝內(nèi)或者熱風(fēng)爐邊進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后放入提渣桶內(nèi)，以方便對(duì)鎂合金熔體進(jìn)行降溫，同時(shí)有助于熔煉形成鎂鋁合金、鎂鋅合金等。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：將分析樣做光譜分析，若cu、si、ni不合格，一般不再進(jìn)行精煉，把鎂合金液澆出，查出原材料化學(xué)成分，找原因。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，所取樣分析后，其中的cu、si、ni不合格，則迅速地停止精煉，查找原因，以將損失降至最低，節(jié)約生產(chǎn)成本。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，將現(xiàn)有技術(shù)中的兩步精煉簡(jiǎn)化為一步精煉，精煉速度提高，溫度達(dá)到700℃時(shí)，加入氟硼酸鉀與粉熔劑的混合物，有助于使鎂合金熔體變得更加彌散細(xì)小，使彌散的小氣泡緩慢上浮，保持鎂合金液的液面平穩(wěn)不翻滾，有效減少了鎂合金液的卷渣卷氣，另外，均勻上浮的惰性氣體在鎂合金液的液面上形成保護(hù)層，有效防止液面氧化燃燒；2、控制鎂合金液精煉過(guò)程的攪拌不少于40min，有助于鎂合金晶粒的細(xì)化，溶質(zhì)元素不斷發(fā)展，不斷擴(kuò)散，形成彌散相，減小成分偏析，鎂合金中的雜質(zhì)更容易聚集長(zhǎng)大，并很容易上浮到渣中，雜質(zhì)會(huì)隨著攪拌時(shí)間延長(zhǎng)而減小；3、鎂合金液的溫度升至680±10℃范圍內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械攪拌，旨在達(dá)到鎂合金的熔點(diǎn)，以使鎂合金完全融化；鎂合金熔體繼續(xù)升溫，分別經(jīng)歷700℃以及700℃以上，在相應(yīng)的溫度區(qū)間投加不同的填料，以對(duì)鎂合金熔體進(jìn)行充分除雜，待鎂合金熔體溫度達(dá)到720~750℃時(shí)，有助于進(jìn)行充分除雜。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一：一種鎂合金精煉加工工藝，包括如下步驟：（1）向鎂合金精煉爐中加入1t鎂合金，緩慢進(jìn)行升溫，采用行車將預(yù)熱過(guò)的攪拌機(jī)軸緩慢放入鎂合金液中；（2）將充氣管插入距離坩堝底部200mm深度處，調(diào)節(jié)充氣管中惰性氣體的流速為1.2l/min，使鎂合金液充分?jǐn)嚢瑁唬?）當(dāng)鎂合金液的溫度在670℃時(shí)，開(kāi)始機(jī)械攪拌，并保持通入惰性氣體，待溫度升至700℃時(shí)采用取樣勺進(jìn)行取樣，撥開(kāi)合金液面，在合金液面下50mm左右來(lái)回晃動(dòng)，然后取出第一個(gè)樣品舍棄，再取第二個(gè)樣品作為分析樣，若取樣合格后繼續(xù)進(jìn)行攪拌，否則停止攪拌；（4）采用將鋁錠、鋅錠放在坩堝或熱風(fēng)爐邊預(yù)熱，預(yù)熱好后在提渣時(shí)把鋁、鋅錠放入提渣桶內(nèi)，緩緩加入鎂合金液，使鋁、鋅錠熔化，待鎂合金液的溫度在690℃時(shí)，加入螢石粉的速度為1.5kg/min；（5）當(dāng)鎂合金的溫度升至700℃時(shí)，緩慢加入重量比為1：2的氟硼酸鉀與二號(hào)熔劑的混合物，該混合物的重量為總金屬投料量的0.2%；（6）待溫度升至720℃時(shí)，保溫1h，然后將攪拌機(jī)軸移開(kāi)并撒上一號(hào)熔劑；（7）鎂合金液的表面呈純凈的、銀白色的鏡面為精煉完成。實(shí)施例二：一種鎂合金精煉加工工藝，包括如下步驟：（1）向鎂合金精煉爐中加入1t鎂合金，緩慢進(jìn)行升溫，采用行車將預(yù)熱過(guò)的攪拌機(jī)軸緩慢放入鎂合金液中；（2）將充氣管插入距離坩堝底部200mm深度處，調(diào)節(jié)充氣管中惰性氣體的流速為1.2l/min，使鎂合金液充分?jǐn)嚢?；?）當(dāng)鎂合金液的溫度在680℃時(shí)，開(kāi)始機(jī)械攪拌，并保持通入惰性氣體，待溫度升至700℃時(shí)采用取樣勺進(jìn)行取樣，撥開(kāi)合金液面，在合金液面下50mm左右來(lái)回晃動(dòng)，然后取出第一個(gè)樣品舍棄，再取第二個(gè)樣品作為分析樣，若取樣合格后繼續(xù)進(jìn)行攪拌，否則停止攪拌；（4）采用將鋁錠、鋅錠放在坩堝或熱風(fēng)爐邊預(yù)熱，預(yù)熱好后在提渣時(shí)把鋁、鋅錠放入提渣桶內(nèi)，緩緩加入鎂合金液，使鋁、鋅錠熔化，待鎂合金液的溫度在690℃時(shí)，加入螢石粉的速度為1.7kg/min；（5）當(dāng)鎂合金的溫度升至700℃時(shí)，緩慢加入重量比為1：2的氟硼酸鉀與二號(hào)熔劑的混合物，該混合物的重量為總金屬投料量的0.2%；（6）待溫度升至730℃時(shí)，保溫1h，然后將攪拌機(jī)軸移開(kāi)并撒上一號(hào)熔劑；（7）鎂合金液的表面呈純凈的、銀白色的鏡面為精煉完成。實(shí)施例三：一種鎂合金精煉加工工藝，包括如下步驟：（1）向鎂合金精煉爐中加入1t鎂合金，緩慢進(jìn)行升溫，采用行車將預(yù)熱過(guò)的攪拌機(jī)軸緩慢放入鎂合金液中；（2）將充氣管插入距離坩堝底部200mm深度處，調(diào)節(jié)充氣管中惰性氣體的流速為1.5l/min，使鎂合金液充分?jǐn)嚢瑁唬?）當(dāng)鎂合金液的溫度在690℃時(shí)，開(kāi)始機(jī)械攪拌，并保持通入惰性氣體，待溫度升至700℃時(shí)采用取樣勺進(jìn)行取樣，撥開(kāi)合金液面，在合金液面下50mm左右來(lái)回晃動(dòng)，然后取出第一個(gè)樣品舍棄，再取第二個(gè)樣品作為分析樣，若取樣合格后繼續(xù)進(jìn)行攪拌，否則停止攪拌；（4）采用將鋁錠、鋅錠放在坩堝或熱風(fēng)爐邊預(yù)熱，預(yù)熱好后在提渣時(shí)把鋁、鋅錠放入提渣桶內(nèi)，緩緩加入鎂合金液，使鋁、鋅錠熔化，待鎂合金液的溫度在690℃時(shí)，加入螢石粉的速度為1.8kg/min；（5）當(dāng)鎂合金的溫度升至700℃時(shí)，緩慢加入重量比為1：2的氟硼酸鉀與二號(hào)熔劑的混合物，該混合物的重量為總金屬投料量的0.2%；（6）待溫度升至750℃時(shí)，保溫1h，然后將攪拌機(jī)軸移開(kāi)并撒上一號(hào)熔劑；（7）鎂合金液的表面呈純凈的、銀白色的鏡面為精煉完成。實(shí)施例四：一種鎂合金精煉加工工藝，包括如下步驟：（1）向鎂合金精煉爐中加入1t鎂合金，緩慢進(jìn)行升溫，采用行車將預(yù)熱過(guò)的攪拌機(jī)軸緩慢放入鎂合金液中；（2）將充氣管插入距離坩堝底部200mm深度處，調(diào)節(jié)充氣管中惰性氣體的流速為1.8l/min，使鎂合金液充分?jǐn)嚢?；?）當(dāng)鎂合金液的溫度在680℃時(shí)，開(kāi)始機(jī)械攪拌，并保持通入惰性氣體，待溫度升至700℃時(shí)采用取樣勺進(jìn)行取樣，撥開(kāi)合金液面，在合金液面下50mm左右來(lái)回晃動(dòng)，然后取出第一個(gè)樣品舍棄，再取第二個(gè)樣品作為分析樣，若取樣合格后繼續(xù)進(jìn)行攪拌，否則停止攪拌；（4）采用將鋁錠、鋅錠放在坩堝或熱風(fēng)爐邊預(yù)熱，預(yù)熱好后在提渣時(shí)把鋁、鋅錠放入提渣桶內(nèi)，緩緩加入鎂合金液，使鋁、鋅錠熔化，待鎂合金液的溫度在690℃時(shí)，加入螢石粉的速度為2kg/min；（5）當(dāng)鎂合金的溫度升至700℃時(shí)，緩慢加入重量比為1：2的氟硼酸鉀與二號(hào)熔劑的混合物，該混合物的重量為總金屬投料量的0.2%；（6）待溫度升至750℃時(shí)，保溫1h，然后將攪拌機(jī)軸移開(kāi)并撒上一號(hào)熔劑；（7）鎂合金液的表面呈純凈的、銀白色的鏡面為精煉完成。對(duì)比例一：與實(shí)施例一相比，區(qū)別在于在步驟（5）中加入總金屬投料量的0.2%的二號(hào)熔劑。對(duì)比例二：與實(shí)施例一相比，區(qū)別在于在步驟（5）中加入總金屬投料量的0.2%的氟硼酸鉀。鎂合金維氏硬度試驗(yàn)按照《gb/t4340.1-1999金屬維氏硬度試驗(yàn)》的標(biāo)準(zhǔn)，采用維氏硬度計(jì)，并規(guī)定硬度試驗(yàn)對(duì)角線的長(zhǎng)度范圍為0.02~1.4mm。維氏硬度檢測(cè)結(jié)果如下：樣品實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三實(shí)施例四對(duì)比例一對(duì)比例二維氏硬度（hv）256264258260159178通過(guò)上表可知，實(shí)施例中鎂合金試樣的維氏硬度均是在250hv以上，而無(wú)論是對(duì)比例一還是對(duì)比例二中鎂合金試樣的維氏硬度均在180hv以下，添加氟硼酸鉀與二號(hào)熔劑的混合物，有助于鎂合金內(nèi)部的晶粒細(xì)化，增加了金相組織致密性，從而提高了鎂合金的硬度。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。當(dāng)前第1頁(yè)12