[发明专利]一种镁－硅中间体的合成方法及利用该中间体制备高镁铝合金

权利要求书

1.一种镁-硅中间体的合成方法，其特征在于：以市售纯度为99.5％的金属镁和纯度为99％的膨胀珍珠岩为原料，其中膨胀珍珠岩以稳定氧化物计量所获得的组成分析结果为：SiO₂为72.5wt％、Al₂O₃为13.5wt％、K₂O为4.25wt％、Na₂O为3.75wt％、CaO为0.1wt％、Fe₂O₃为0.9wt％、MgO为0.075wt％、H或O等分析不显示物为4.925wt％，各种成分分析物的组成总和构成100％；以市售纯度为99.5％的KCl为反应介质；向石墨坩埚中加入20g～370g金属镁块、接着向镁块表面浇入与所加入的镁块等重量的液态KCl、开始感应加热、观察到反应体系中KCl开始重新开始熔化现象后紧接着加入4.3g～43g膨胀珍珠岩、温度测量与感应加热要交错进行、控制反应温度在785℃～825℃的范围内之后开始搅拌操作、搅拌频率范围为每分钟搅拌2次～10次、观察到反应体系上方的膨胀珍珠岩颗粒完全消失后停止搅拌、将反应温度提升到825℃、用捞渣勺首先捞反应体系中的渣、尔后撇出反应体系上方的融盐混合物直至显露出反应体系下方的合金为止、用挡渣方式将获得的合金浇铸到模具中即获得了本发明镁-硅中间体材料；该中间体的Si含量范围为1.24wt％～1.78wt％、Al为0.02wt％～0.1wt％、Fe含量范围为0.01wt％～0.2wt％、其它杂质元素为0.05wt％～0.2wt％，Mg为余量，即：Mg含量范围为97.72wt％～98.68wt％。

2.一种利用镁-硅中间体制备高镁铝合金方法，其特征在于：预期获得300克高镁铝合金的组成为：Mg为4.78wt％、Si为0.12wt％、Fe为0.3wt％、Y为0.15wt％、Cr为0.1wt％、Cu为0.09wt％、Ti为0.02wt％、Mn为0.71wt％、Al为93.73wt％，所采用原位合成方法的制备该高镁铝合金的操作步骤为：①首先按照本发明制备镁-硅中间体的方法制备出镁-硅中间体，即：向石墨坩埚中加入14.6g金属镁块、接着向镁块表面浇入与所加入的镁块等重量的液态KCl、开始感应加热、观察到KCl开始重熔加入1.0g膨胀珍珠岩、控制反应温度在810℃并施加搅拌、每分钟搅拌8次直至观察到膨胀珍珠岩颗粒完全消失后停止搅拌、将反应温度提升到825℃、用捞渣勺捞渣、尔后撇出融盐混合物直至显露出下方的合金为止，该合金即为合成目标的该镁-硅中间体，该中间体中含有高镁铝合金中所要加入的全部Mg和所要加入的70.8wt％的Si；②该镁-硅中间体不必出炉，再次向反应坩埚中补加液态KCl，补加的数量与所加入的镁块重量的5倍等同，开始在合成镁-硅中间体的原位基础上转入合成高镁铝合金的操作；③所转入的合成高镁铝合金的具体操作方法为：控制熔炼温度800℃、向存在镁-硅中间体的坩埚内加入243.3g、纯度为99.9％的金属Al块、该Al块融化后依次加入：1.05g的10wt％Si-90wt％Al的中间合金、9.0g的10wt％Fe-90wt％Al的中间合金、4.5g的10wt％Y-90wt％Al的中间合金、3.0g的10wt％Cr-90wt％Al的中间合金、2.7g的10wt％Cu-90wt％Al的中间合金、0.6g的10wt％Ti-90wt％Al的中间合金、21.3g的10wt％Mn-90wt％Al的中间合金；以每分钟搅拌30次的搅拌速率搅拌2分钟；停止外加热并开始静置合金，观察到合金上方的熔融盐开始结壳后用热电偶探头在结壳面上凿开一个孔洞，并将该热电偶探头插入该孔洞之中直至深入到合金液中心，同时观察所测得的温度，当该温度显示750℃时从孔洞中拔出热电偶探头，同时以该孔洞为浇铸口向模具中浇铸合金，浇铸出的合金即为本发明采用原位合成的手段制备出的高镁铝合金。