[发明专利]一种Mg-Zn-Zr中间合金及其制备方法

说明书

本发明公开的Mg‑Zn‑Zr中间合金及其制备方法，其中Mg‑Zn‑Zr中间合金，包括如下组成，wt％，Mg 20％～50％；Zr 3％～5％；Zn为余量及不可避免的杂质。本发明方案公开的中间合金及其制备方法，电流效率高，生产成本低，生产的产品没有夹渣，氧含量低，成分均匀、偏析少，长期连续生产中具有较高的质量稳定性。

技术领域

本发明涉及合金金属添加材料，特别是一种Mg-Zn-Zr中间合金及其制备方法。

背景技术

中间合金的生产有两种方法，一种是金属熔配法，另一种是电解法。其中熔配法存在产品有很多夹渣、成分不均匀、需要用气体保护、采用纯金属为原料，造成生产成本高的缺点；相反，熔盐电解法由于是在熔融的熔盐液体的保护下进行，所以氧化夹渣很少，成分均匀可控，生产效率高，生产成本更低。现有的熔盐法生产中，在合金材料制备中，极易出现各组成元素分布不均，材料的质量不稳定的问题，影响作为中间合金材料在金属合金后续生产加工中的应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开的中间合金及其制备方法，电流效率高，生产成本低，生产的产品没有夹渣，氧含量低，成分均匀、偏析少，长期连续生产中具有较高的质量稳定性。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金，包括如下组成，wt％，

Mg 20％～50％；

Zr 3％～5％；

Zn为余量及不可避免的杂质。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的一种改进，中间合金包括如下组成，wt％:Mg35％、 Zr4.5％、Zn为余量及不可避免的杂质。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法，包括如下步骤：

在石墨电解槽中，设置有钨阴极和石墨阳极；

在石墨电解槽中以混合氟化物形成熔融的熔盐混合物体系，形成电解体系；

以原料氧化物包括氧化镁、氧化锌、氧化锆为原材料进行电解，镁离子、锌离子、锆离子在钨阴极被还原并合金化。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法的一种改进，混合氟化物为氟化锂、氟锆酸钾、氟化锌和氟化镁的混合物。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法的一种改进，混合氟化物包括，wt％,

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法的一种改进，原料氧化物包括，wt％，

氧化镁 19.5～53.7％；

氧化锌 27.8～69.9％；

氧化锆 10.4～19.2％。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法的一种改进，熔融的熔盐混合物体系所形成的电解体系中，其电解温度为800℃～920℃。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法的一种改进，电解时，阴极电流密度为 4.8～6A/cm²。

本发明公开的Mg-Zn-Zr中间合金的制备方法的一种改进，电解时，阳极电流密度为 0.8～1.2A/cm²。

具体地讲，可以采用如下方法制备，在圆形石墨电解槽中，以钨棒为阴极、以弧形石墨片为阳极、以钼坩埚为合金析出液的接收容器，以LiF-MgF₂-ZnF₂-K₂(ZrF₆)混合氟化物为熔盐，以MgO、ZnO、ZrO₂为原材料电解制取。