稀土镁合金固态回收再生方法技术

本发明专利技术涉及稀土镁合金固态回收再生方法，包括如下步骤：将回收的稀土镁合金废料进行真空预热，冷却后进行超声清洗、过滤、干燥，获得去除表面杂质的稀土镁合金废料；所述杂质包括稀土镁合金表面的润滑剂和氧化物；将经去除表面杂质的稀土镁合金废料与金属镁碎屑混合均匀后进行热压扩散获得再生稀土镁合金坯料；最后进行热挤压变形，得到再生稀土镁合金型材。本发明专利技术方法能够实现稀土镁合金的固态回收，大幅减少稀土资源和镁资源浪费，同时获得高性能的再生稀土镁合金材料。本发明专利技术方法能够将回收的稀土镁合金表面的氧化物去除的较为彻底。

【技术实现步骤摘要】
稀土镁合金固态回收再生方法
本专利技术涉及金属回收再生
，具体涉及稀土镁合金固态回收再生方法。
技术介绍
镁合金是世界上最轻的金属材料，其密度是铝的2/3、钢的1/4，比强度高于铝合金和钢，承受冲击载荷的能力比铝合金大。另外，由于镁合金具有较好的导热、导电、切削加工性能以及优良的阻尼性能和电磁屏蔽性等优点，已在航空、航天、汽车、电子、通讯等方面获得了广泛的应用。近年来，随着镁合金制品的日益增多，其生产过程中产生的废料也相应增多，特别是在镁合金压铸生产过程中，只有50％的金属投料最终成为铸件，其余均为工艺废料。因此，高效低成本的镁合金回收技术备受重视，而且为满足更多应用方向的需求，镁合金回收制备复合材料逐渐成为研究的热点。通过选配镁基复合材料增强相的种类、尺寸、添加比例等方法，并综合基体相和增强相良好的性能，获得高硬度、高弹性模量、优良的耐热性及等热性，以符合航天航空、汽车工业等领域的应用需求。作为增强相的元素例如可以是稀土元素，稀土元素加入镁合金后，能够形成特定的强化相，显著提高镁合金的机械性能。随着研究的不断推进，稀土镁合金已被公认是最具潜力的高性能镁合金发展方向。但由于稀土资源稀缺，稀土原材料价格昂贵，使得稀土镁合金的生产成本居高不下。在稀土镁合金制备加工过程中，尤其是机加工过程中，不可避免地会产生大量稀土镁合金碎屑，这些碎屑如果不能得到很好的回收利用，是对稀土资源的极大浪费。由于镁合金的融化潜热比铝合金低的多，所以镁合金是易于回收的。目前回收镁合金回收方法通常采用液态回收法，将镁合金碎屑熔化到液态再重新浇注凝固。但是液态回收法需要消耗大量的能源，同时在液态回收过程中镁合金碎屑会发生剧烈氧化，甚至可能发生剧烈燃烧，存在较大的安全隐患。对于镁合金的回收方法也有采用固态回收法的，固态回收一般是将镁合金废料在保护气氛下球磨粉碎，或通过切屑加工成碎屑，再将这些碎屑通过压制成型和变形加工制成各种零件。但是现有技术的固态回收法中均不能有效去除合金表面氧化物，而若不去除回收材料的表面氧化物而将其直接用于再生的话，将影响再生合金的综合性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中不能有效去除回收合金的表面氧化物而导致的再生合金性能下降的技术问题，本专利技术提供稀土镁合金固态回收再生方法。本专利技术方法能够实现稀土镁合金的固态回收，大幅减少稀土资源和镁资源浪费，同时获得高性能的再生稀土镁合金材料。为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：稀土镁合金固态回收再生方法，包括如下步骤：S1，回收稀土镁合金加工过程中的废料，待用；S2，将回收的稀土镁合金废料进行真空预热，冷却后进行超声清洗、过滤、干燥，获得去除表面杂质的稀土镁合金废料；所述杂质包括稀土镁合金表面的润滑剂和氧化物；S3，将经去除表面杂质的稀土镁合金废料与金属镁碎屑混合均匀后进行热压扩散获得再生稀土镁合金坯料；S4，最后进行热挤压变形，得到再生稀土镁合金型材。进一步地，步骤S1中回收稀土镁合金加工过程中的废料为碎屑，所述碎屑的粒径为0.05mm～0.2mm；步骤S3中金属镁碎屑的粒径为0.05mm～0.2mm。再进一步地，所述稀土镁合金废料的成分包括10wt％的Gd、3wt％的Y、0.5wt％的Zr、剩余为Mg。进一步地，步骤S2中所述的真空预热在真空加热炉内进行，所述真空预热的温度为300℃～400℃、预热的时间为2h～4h，真空度为10Pa～50Pa，预热结束后在真空条件下进行冷却至室温。采用真空预热，一方面有利于碎屑表面杂质在真空条件下快速挥发，另一方面避免碎屑发生氧化。预热结束后在真空条件下冷却是避免碎屑表面发生氧化。进一步地，步骤S2中所述超声清洗所用仪器的超声功率为2kW～3kW、超声时间为30min～60min，清洗液为乙醇。进一步地，步骤S3中采用真空球磨将经去除表面杂质的稀土镁合金废料与金属镁碎屑按照质量比3:1～5:1混合，真空球磨的真空度为10Pa～50Pa，磨珠为氧化锆球，球磨时间为2h～4h，球磨转速为200rpm～300rpm。球磨过程中在真空条件下进行是为了避免球磨过程中的氧气与金属镁碎屑发生剧烈反应。进一步地，步骤S3中所述热压扩散是在真空条件下进行的，真空度为10Pa～50Pa，所述热压扩散的温度为500℃～525℃、时间为12h～24h。进一步地，步骤S4中所述热挤压变形的温度为300℃～400℃、挤压比为9:1～25:1。有益技术效果：本专利技术通过采用固态回收方法实现稀土镁合金回收再生，避免了液态回收中可能发生的剧烈氧化和燃烧；以及常规固态回收法中合金表面氧化物去除不彻底所造成的再生料的性能下降的问题。本专利技术通过真空预热，同时实现了蒸发清理合金表面润滑液以及降低合金表面氧化物与合金基体结合力两个目的；然后再通过超声清洁，将合金表面氧化物去除的较为彻底，表面氧元素含量小于0.1％，获得了干净清洁的稀土镁合金碎屑；然后将其与纯镁碎屑混合，实现了再生稀土镁合金成分的可控调节；通过真空热压扩散，同时达到了致密化、冶金结合和元素均匀分布的效果；再通过热挤压变形，获得型材的同时，进一步实现了致密化并提高再生稀土镁合金材料的机械性能。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本专利技术的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。实施例1稀土镁合金固态回收再生方法，包括如下步骤：S1，回收机加工过程中的稀土镁合金碎屑，碎屑粒径0.05mm～0.2mm，待用；稀土镁合金碎屑的成分包括10wt％的Gd、3wt％的Y、0.5wt％的Zr、剩余为Mg(简写为Mg-10Gd-3Y-0.5Zr)，粒径0.05mm；金属镁碎屑0.2mm。S2，将回收的稀土镁合金碎屑置于真空加热炉内进行真空预热，真空度50Pa、预热温度为300℃、预热时间为4h，预热结束后在真空加热炉内冷却至室温；然后置于超声清洗仪中，以乙醇为清洗剂，设置超声功率2kW、超声时间60min中进行超声清洗，过滤、干燥，获得去除表面杂质的稀土镁合金碎屑。S3，采用真空球磨将经去除表面杂质的稀土镁合金碎屑与金属镁碎屑按照质量比5:1混合，混合过程中真空球磨时间为4h、球磨转速为200rpm、真空度50Pa，混合均匀后进行真空条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.稀土镁合金固态回收再生方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，回收稀土镁合金加工过程中的废料，待用；/nS2，将回收的稀土镁合金废料进行真空预热，冷却后进行超声清洗、过滤、干燥，获得去除表面杂质的稀土镁合金废料；/nS3，将经去除表面杂质的稀土镁合金废料与金属镁碎屑混合均匀后进行热压扩散获得再生稀土镁合金坯料；/nS4，最后进行热挤压变形，得到再生稀土镁合金型材。/n

【技术特征摘要】
1.稀土镁合金固态回收再生方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，回收稀土镁合金加工过程中的废料，待用；
S2，将回收的稀土镁合金废料进行真空预热，冷却后进行超声清洗、过滤、干燥，获得去除表面杂质的稀土镁合金废料；
S3，将经去除表面杂质的稀土镁合金废料与金属镁碎屑混合均匀后进行热压扩散获得再生稀土镁合金坯料；
S4，最后进行热挤压变形，得到再生稀土镁合金型材。


2.根据权利要求1所述的稀土镁合金固态回收再生方法，其特征在于，步骤S1中回收稀土镁合金加工过程中的废料为碎屑，所述碎屑的粒径为0.05mm～0.2mm；步骤S3中金属镁碎屑的粒径为0.05mm～0.2mm。


3.根据权利要求1或2所述的稀土镁合金固态回收再生方法，其特征在于，所述稀土镁合金废料的成分包括10wt％的Gd、3wt％的Y、0.5wt％的Zr、剩余为Mg。


4.根据权利要求1所述的稀土镁合金固态回收再生方法，其特征在于，步骤S2中所述的真空预热在真空加热炉内进行，所述真空预热的温度为300℃～400...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，李飞龙，陈晓阳，丛孟启，卢雅琳，李小平，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32