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常用镁合金熔剂的化学成分和应用(HB/25123-79)

日期:2019-11-01     浏览: 次   编辑:迈格镁业

为防止镁及镁合金熔体氧化、燃烧,生产中一般采用在熔剂层保护下进行熔炼。熔剂在镁合金熔炼过程中起着极其重要的作用,主要有以下两个方面。
(1)夏盖作用 熔融的熔剂借助表面张力作用,在镁熔体表面形成一层连续、完整的覆盖层,隔绝空气和水汽,防止镁的氧化,或抑制镁的燃烧。
(2)精炼作用,熔融的熔剂对夹杂物具有良好的润湿、吸附能力,并利用熔剂与金属熔体的密度差,把金属夹杂物随同熔剂自熔体中排除。因此,熔剂通常分为覆盖剂和精炼剂两大类。熔剂质量也直接影响镁合金的质量。
根据上述作用,熔剂应当具有如下性质。熔点低于纯镁和镁合金;有足够高的液体流动性和表面张力;具有一定的黏滞性;与地埚壁和炉体润湿;有精炼能力;在973~1073K时熔剂密度比镁合金的高;与镁合金和炉壁不会发生化学反应。
同时,熔剂材料必须满足以下几点要求。
1能够减少或防止熔体表面的氧化或燃烧。
2熔剂与熔体容易分离,能够有效去除熔体中的夹杂物如氧化物、氮化物等。
3不含对熔体有害的夹杂物和夹杂元素。
4对环境无污染,原材料损耗低。
5原料来源广,价格低廉,不会明显增加合金材料的生产成本。
目前广泛采用的熔剂基本上是碱土金属氯化物和氟化物的混合盐类。常用熔剂的化学成分和应用见表3-5,熔剂的配料成分见表3-6,配制工艺见表3-7.







从表3-6可以看出,镁合金熔剂主要由MgCl,KCL,CaF2,,BaCl2等氯盐及氟盐的混合物组成,它们按一定比例混合,使熔剂的熔点、密度、黏度及表面性能均较好地满足使用要求。其中MgCl2是起主要作用的成分,对镁熔体具有良好的覆盖作用及一定的精炼能力。往MgCl2中加人KCI能够显著降低熔剂的熔点、表面张力和黏度,提高熔剂的稳定性并能在很大程度上抑制MgCl2加热脱水的水解过程。添加BaCl,能提高熔剂的黏度;同时,BaCl2的密度较大,可作为熔剂的加重剂,使熔剂与镁熔体更易于分离.CaF2既可作稠化剂使用,也可提高熔剂的稳定性和精炼能力,一般熔剂中均加入CaF2.
一般来说,以MgCl2为主要成分的熔剂适用于Mg-A1-Zn,Mg-Mn和Mg-Zn-Zr系合金的熔炼。对于含有Ca,La,Ce,Nd,Th等元素的合金,应采用不含MgCl2的专用熔剂,如表3-5中所示的RJ-6号熔剂。这是因为MgCl,与这些元素很容易发生化学反应,生成Cacl2,LaCl2,VCI3,和Cecl3,等化合物,影响合金熔体的成分。
在镁合金熔炼过程中,还使用硫磺、硼酸(HBO3)、氟附加物(NH4BF4,NH4HF和NH4F)和烷基磺酸钠(RSONa)等以防止镁液在浇铸及充型过程中的氧化和燃烧。硫与镁液接触时形成SO2保护气体(沸点为717.6K),另一方面镁与硫反应生成Mgs膜,减缓了镁液氧化。硼酸受热脱水生成B2O3,与Mg反应生成致密的Mg3B2保护膜。氟附加物与Mg接触后分解出HF和NH3等保护气体,但这些气体有毒,腐蚀性大,因此用磺酸钠代替氟附加物,磺酸钠与镁反应后生成SO2和CO2,并能与镁液形成Mgs等致密膜。