[发明专利]镁合金熔体净化方法

说明书

技术领域

本发明属于金属熔体处理技术领域，具体涉及一种镁合金熔体净化方法。

背景技术

我国是世界上镁矿资源最富有的国家，中国工程院在2005年《我国富有资源镁及镁合金发展战略研究报告书》中指出，金属镁以其本身特有的资源、性能、环境和价格优势成为21世纪我国材料工业持续发展的必然选择。由于镁合金具有密度小、比强度和疲劳强度高、比弹性模量好以及优良的切削加工性能，使镁合金在一系列国防尖端领域及日常制造业中被广泛应用，譬如，汽车减重节能和环保的要求推动镁合金在汽车领域的大规模开发应用。随着对镁合金研究的不断深入，人们发现镁合金较低纯净度已成为制约镁合金应用的关键瓶颈之一，尤其是氧化等夹杂成为破坏力学性能和腐蚀性能的发源地。镁合金内较高的夹杂物含量不仅限制镁合金材料潜力的发挥，而且还大大降低镁合金材料的成型性能及耐蚀性。因此，有必要采取净化措施来提高镁熔体的纯净度，提升镁合金的品质。这对于促进镁合金产业发展，具有重要意义。

目前，熔剂净化工艺因除杂效率高、成本低、操作方便而成为镁合金生产中普遍采用的净化方法，其原理是利用熔剂润湿夹杂物，使夹杂物团聚并与熔剂结合形成沉淀，沉降至熔体底部。经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利申请（公开号为CN1772931A，公开日为2006年05月17日）公开了一种含镧镁合金复合净化熔剂及其生产方法，净化熔剂的化学组成除了30～50%氯化镁、15～25%氯化钠、15～25%氯化钾、2～7%氯化钙、3～7%氯化钡外，还加入了5～15%碳酸镧和5～15%四硼酸钾；而中国发明专利申请（公开号为CN1760390A，公开日为2006年04月19日）公开了一种含铈镁合金复合净化熔剂及其生产方法，净化熔剂的化学组成除了30～50%氯化镁、15～25%氯化钠、15～25%氯化钾、2～7%氯化钙、3～7%氯化钡外，还加入了5～15%碳酸铈和5～15%四硼酸钾。这两种熔剂均对镁合金熔体内的夹杂物有较强的吸附性，能有效去除镁熔体中的夹杂物。但是熔剂净化存在金属损耗增加、熔剂夹杂、不能去气等不足，尤其在熔炼稀土镁合金时，对熔剂成分要求严格。

为了弥补熔剂净化工艺的不足，人们又开发了非熔剂净化工艺，如过滤净化。泡沫陶瓷过滤器是一种高效除杂介质，它是由细密的陶瓷枝干骨架构成的三维连续网状结构。泡沫陶瓷过滤器的过滤机理比较复杂，泡沫陶瓷过滤片对夹杂物的捕捉有以下作用：过滤作用，在过滤片的各个孔洞口处阻挡夹杂物颗粒；沉淀作用，金属熔体通过过滤片时，一些很细小夹杂物颗粒即沉淀于过滤片内部的一些角落而去除；吸附作用，泡沫陶瓷过滤器内壁对固态微细夹杂或液态夹杂可吸附去除。这些机制的综合作用，可使泡沫陶瓷过滤达到极好的效果，不但可以滤掉合金熔体中小至10～20μm的微细夹杂物颗粒，而且能滤掉用一般过滤介质难以滤除的液态熔剂夹杂。

不过，镁合金的过滤净化工艺针对性强，无法同时达到既高效去杂、又除气的目的，因此，迫切需要开发一种镁合金熔体净化方法，以达到既除气又去夹杂的目的，尽可能提高镁合金的质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种镁合金熔体净化方法，即镁合金熔体的旋转气体喷吹结合泡沫陶瓷过滤复合净化方法，不但大幅度提高了镁合金的品质，而且还促进了镁合金成分的均匀化，降低镁合金生产成本；同时，处理时间短，操作简单。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种镁合金熔体净化方法，包括如下步骤：先将镁合金熔体进行气体旋转喷吹净化，然后再进行泡沫陶瓷过滤净化处理。

优选的，所述气体旋转喷吹净化采用旋转喷头向镁合金熔体通入惰性气体或氮气。

优选的，所述方法包括如下具体步骤：

（A）、将镁合金原材料置入有SF₆/CO₂、SO₂/CO₂、CO₂/Ar、二氟甲烷或C₂H₂F₄气体保护的熔炉中熔化；

（B）、在炉温升至720℃～750℃时，将具有旋转叶片的喷吹装置放入镁合金熔体中开始旋转并通入惰性气体或氮气进行喷吹搅拌处理；

（C）、将镁合金熔体进行静置、扒渣去皮后浇注到模具中，并在模具浇道口处放置泡沫陶瓷过滤器进行过滤净化，即可。