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鎂合金熔煉之工業(yè)中常用的除氣方法

  工業(yè)中常用的除氣方法有以下兩種


 ?、偻ㄈ攵栊詺怏w枷氮?dú)?、氖勺?一般在750-760℃下,往熔體中通入占熔體質(zhì)量0.5%的氛氣,可以將熔體中的氮含量由150-190cm 3 / kg降至100cm3 / kg o通氣速度應(yīng)適當(dāng),以避免熔體飛濺,通氣時間為30min,通氣時間過長將導(dǎo)致晶粒粗化。


 ?、谕ㄈ牖钚詺怏w(氯勺法:一般在740-760℃下,往熔體中通入氯氣。


  熔體溫度低于740℃時,反應(yīng)生成的MgC12將懸浮于合金液面,使表面無法生成致密的覆蓋層,不能阻止鎂的燃燒。熔體溫度高于760℃時,則熔體與氯氣的反應(yīng)加劇,生成大量的MgC12形成夾雜。氯氣通入量應(yīng)合適,一般控制在使熔體的含氯量體積比低于3%,以(2.5'-3)  L / min為佳。含碳的物質(zhì)如CCl4. C2C16和sic等對Mg-Al系合金具有明顯的晶粒細(xì)化作用。如果采用占熔體質(zhì)量((1-1-5)  %C12+0.25%CC14的混合氣體在690-710℃下除氣,則可以達(dá)到除氣和細(xì)化的雙重效果,而且除氣效果更佳,但是容易造成污染。


  夾雜物的去除。鎂合金中主要的夾雜物是MgO'同時還有MgF2 ' MgC12等,MgO及MgF2的熔,b.分別為26420C , 12630C ,均高于鎂合金的熔煉溫度,在鎂合金液中以固態(tài)形式出現(xiàn)。MgO的密度為3.5 8g/cm3,高于鎂的密度,因此,MgO會沉于合金液底部作為氧化渣排出,由于鎂易氧化,高溫下產(chǎn)生大量的MgO,不可能被全部的排出,所以在鎂合金中會殘存一部分MgO夾渣;MgC12的熔點(diǎn)為7180C,在鎂合金的熔煉溫度范圍內(nèi),因此,MgC12在鎂合金液中以液態(tài)形式出現(xiàn),此外,MgC12在液態(tài)時的密度與鎂的密度接近,因此,MgC12殘留在鎂合金液中的概率較大,另外,MgC12還具有很強(qiáng)的吸濕性,會加速鎂合金的腐蝕。


  這些問題的存在使得在鎂合金的熔煉時必須要對其進(jìn)行精煉處理。鎂合金的精煉處理一般采用加入六氯乙烷(C2CQ、MgC03和CaCO。等精煉劑,這主要由于MgCO,和CaCO。容易分解產(chǎn)生大量的CO:氣體,從而起到除氣和排渣的作用。


  熔劑精煉處理是利用熔劑洗滌鎂熔體,利用熔劑與鎂熔體的充分接觸來潤濕夾雜物,并將其聚合于熔劑中,隨同熔劑與鎂熔體沉積于址A底部。這種精煉方法實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是熔劑必須要具有良好的潤濕、吸附夾雜的能力。生產(chǎn)中采用C2C16等作為精煉劑進(jìn)行精煉,具有變質(zhì)和精煉的雙重作用。這種方法在無熔劑精煉時,優(yōu)勢尤為突出。這種方法的機(jī)理是,C2Ch在鎂熔體中迅速分解出C1. C等元素,由于氯與鎂能反應(yīng)生成MgC12,可以起到精煉作用,而碳則可以起到細(xì)化晶粒的作用。此外,C2C16分解所產(chǎn)生的氣體還兼有除氫的作用。


  由于在精煉過程中,不斷有熔劑撒到金屬表面,熔劑融化后進(jìn)入金屬。精煉結(jié)束后,為防止表面金屬氧化燃燒,要向金屬表面撒覆蓋劑。覆蓋劑是20%的硫粉和80%的精煉劑的混合物。表面精煉劑熔化后,逐漸向金屬中滲透,即使在澆鑄過程中,如果傾斜抬包中的金屬表面保護(hù)膜破裂,也要向正待澆鑄的金屬表面撒覆蓋劑。這些精煉后的工作,無疑給金屬增加了外來雜質(zhì)。有的制造廠采用氮?dú)獗Wo(hù)方法,防止氣體雜質(zhì)的進(jìn)入,但要在較密閉的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行精煉和澆鑄才有效,在敞開容器表面噴氮?dú)庾柚贡砻嫒紵Ч淮?。在精煉及澆鑄溫度不太高的情況下,采用噴硫粉的方法制止熔體金屬的表面氧化和燃燒效果較好。將出口管朝向熔融金屬的裝有硫粉的盒中通入一定的風(fēng)量,噴出的硫粉沖向金屬表面燃燒,減輕了金屬的表面氧化,防止了外來精煉劑的進(jìn)入。


  鎂合金所采用的變質(zhì)劑,易與其他高熔點(diǎn)雜質(zhì)形成高熔點(diǎn)金屬中間化合物而沉降于爐底。這些難熔雜質(zhì)和變質(zhì)劑在鎂合金中的溶解度小,熔點(diǎn)高,且比重比鎂大。當(dāng)他們相互作用時,且可將合金中的可熔雜質(zhì)去掉,這對鎂合金是有利的,但卻降低了變質(zhì)劑的效果,甚至失效。


  減少鎂合金中Fe, Ni. Si雜質(zhì)的含量可提高其抗腐蝕性。由于Ti在800-850℃時,在鎂中的溶解度較大,當(dāng)?shù)陀?00℃時溶解度急劇降低,并和Fe " Si形成高熔點(diǎn)金屬間化合物而沉降。因此,近年來在工業(yè)上已開始采用鐵廢料和低質(zhì)量的氯化欽來去掉熔體中的Fe " Si和部分Ni,以提高合金的耐腐蝕性能。如MB3合金用低質(zhì)量的氯化欽(TiC13+TiC1)和Mg-Ti中間合金恰Ti24%)處理后,可將合金中的Fe , Si含量由Fe0.01 % . SiO.01 %降低到FeO.002% " SiO.001 %    含Zr的鎂合金,應(yīng)嚴(yán)格限制Si. Al, Mn雜質(zhì)的含量。當(dāng)Al.Si . Mn含量各超過0.1%時,合金中的錯含量將大為減低。

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