[发明专利]一种连续自动生产镁-稀土中间合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁-稀土中间合金的方法，具体涉及一种连续自动生产镁-钕合金等16种镁-稀土中间合金的方法及其产品，属于金属材料领域。

背景技术

在镁合金领域特别是在高温镁合金领域，稀土优异的净化、强化性能不断被人们认识和掌握。目前，已开发出一系列含稀土的镁合金，它们具有特有的高强、耐热、耐蚀等性能，使得稀土在镁合金中的应用得到进一步发展，拓展了镁合金的应用领域。特种镁-稀土合金被广泛应用于电子工业、汽车工业、军事和航空航天等领域。在各种稀土镁合金的制备中，考虑到稀土元素熔点高、活性大的特点，故应以中间合金的形式加入。目前，国内外开发镁-稀土中间合金的生产工艺归纳起来主要有熔盐电解法、熔融热还原法以及熔配法。

熔盐电解法生产镁-稀土中间合金生产工艺中所采用的熔盐，主要有氯盐体系和氟化物混合盐体系。长春应用化学研究所最早对RECl-KCl-NaCl电解体系生产镁稀土中间合金进行了研究，研制了Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Ce、Mg-富Y、Mg-富Nd、Mg-富Ce等一系列中间合金，并发明了下沉液态阴极电解生产镁-稀土中间合金的先进工艺。国外报道，采用NdCl₃-KCl(CaCl₂)体系电解共析法生产Mg-Nd合金，工艺简单，易于批量生产，有利于降低产品成本。

熔融热还原法生产镁-稀土中间合金主要是采用镁还原氯化稀土熔盐制得镁-稀土中间合金，生产的合金需要采用特别熔盐进行净化。

采用熔配法在非真空中频感应电炉中熔炼镁-稀土中间合金的生产工艺过程为：将金属镁和稀土金属按比例配好，先将镁锭一次性加入石墨坩埚中，待镁锭全部熔化后，分批逐步加入稀土金属，边加边用搅拌杆搅拌，直至稀土金属加完熔化完全。然后用搅拌耙上下搅动使合金均匀化，确认无块状料、合金温度达到要求即可出炉，出炉后浇铸于自制的铸铁型中制得镁稀土中间合金锭。

1.现有技术的缺点。

熔盐电解法生产镁-稀土中间合金生产工艺中所采用的熔盐易吸水形成氯氧化物，从而影响电流效率，情况严重时甚至使电解过程中断，且产品因系统不稳定，或操作失误，易产生严重夹杂，因采用石墨坩埚做阴极产品中碳含量不稳定(C：300～1500ppm)，影响产品质量。由于所用熔盐具有吸湿性而带入水分，高温镁熔体遇水极易发生燃烧爆炸，生产安全性不高，人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭生产，高温操作环境、人工劳动强度大。熔盐易挥发，环境差。

熔融热还原法生产的镁-稀土中间合金需要采用特别熔盐进行净化，合金产品与熔盐分离困难，且熔盐极易吸水，存在带入水分的安全隐患，生产安全性不高，人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭生产，人工劳动强度大。

中频炉熔配法生产镁-稀土中间合金生产过程中需开通循环冷却水，冷却水管接头脱落、线圈漏水或上部抽烟系统冷凝水下落入炉中，均可使操作人员随时面临高温镁熔体剧烈燃烧、爆炸而灼伤的危险，危险性大，安全系数低。采用人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭生产，人工劳动强度大。产品收率低，碳含量高(C：1000～2000ppm)。非真空敞开式熔炼无气体保护时镁和稀土易燃烧使生产环境中烟生大，污染严重。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种连熔连铸自动铸锭生产镁-钕中间合金等16种镁-稀土中间合金的柔性生产工艺，所述的方法包括如下步骤：

(1)对稀土金属料和镁锭分别进行预处理；

(2)将镁锭投入坩埚，当坩埚内温度达到340-360℃时自动通入保护气体，并持续加热至660℃-680℃；待镁锭全部熔化后加入稀土金属料，加热到700℃～780℃；加热至熔化，搅拌均匀；

(3)对合金液进行抽样测定；

(4)由定量泵定量浇注，连续自动铸锭，冷却成型；

(5)收集镁-稀土中间合金锭，抛光，包装，入库。

优选所述的步骤1中，将稀土金属料破碎至5-10mm；镁锭表面用气流沙抛光预处理，去氧化皮和表面污染物，在连铸炉炉盖上预热至80-100℃。

优选所述步骤2中，将坩埚加热至镁锭的熔化温度为660-680℃，优选680℃；投入稀土金属料后，加热至700-760℃，以28-35Hz的搅拌频率搅拌30-45分钟。

优选所述步骤3对合金液进行抽样检测，控制合金成分含量偏差在0.5％以内。同时使其符合产品标准：HB7264-96、湘QYB155-80或产品的特定要求。具体的检测标准为本领域技术人员所掌握。