一种三维打印用Mg-Li-Zn-Gd合金的熔炼净化方法技术

本发明专利技术提供了一种三维打印用Mg

【技术实现步骤摘要】
一种三维打印用Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的熔炼净化方法


[0001]本专利技术涉及金属冶金
，尤其涉及一种三维打印用Mg
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Li
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Zn
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Gd合金熔体的熔炼净化方法。

技术介绍

[0002]现代工业对超轻高强材料的需求越来越明显，由于镁锂合金具有显著的优势而被科学工作者密切关注，如低密度(一般为1.25
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1.65g/cm3，比普通镁合金轻1/3
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1/2，是铝合金的1/2)，高比强度，高比刚度，良好的电磁屏蔽性能和阻尼特性，以及优异的切削加工性能。因此镁锂合金被广泛应用在国防军工、航空航天、汽车和电子产品领域，有着十分广阔的市场前景。
[0003]目前，结构复杂、尺寸大的航天零部件主要采用铸造方法生产，若要推动镁锂合金在此类航天零部件上应用，一般采用铸造和锻造等方法制作镁锂合金坯料，然后进行后续机械加工等诸多工序，预留加工余量较大，原材料利用率很低，备货周期长，严重制约型号的研制进度。增材制造技术(三维打印)无需模具、制造周期短、成本低等优点，可为复杂航天构件制造提供更多的设计思路，有利于实现"设计
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工艺
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制造"的快速有效协同。
[0004]三维打印技术首先需要有高品质的镁锂合金铸锭。而镁锂合金在大气环境中进行熔炼铸造时，合金中的镁和锂极易与空气、熔炼设备或原材料中的氧气和水等物质发生化学反应，造成合金元素的氧化甚至燃烧损失，并会引入镁锂元素的氧化物与碳化物等杂质污染熔体。同时，镁锂合金的原材料中也含有一定量的夹杂物。这些杂质显著降低镁锂合金的力学性能和抗腐蚀性能。因此，镁锂合金熔炼过程中要对熔体进行精炼净化处理，以清除熔体中存在的夹杂物，防止夹杂物影响铸锭质量。目前所研究镁锂合金的精炼工艺主要为熔剂精炼，所用的精炼熔剂主要为氯化锂、氟化锂系熔剂(如姚新兆,镁锂合金熔铸工艺及组织性能的研究[M],2006年湖南大学硕士学位论文,P1
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32.)，但其在精炼过程中熔剂不便与熔体分离，容易形成熔剂夹杂，增加了对熔体的污染，影响铸锭的质量；若采用普通镁合金系熔剂(如刘汪涵博,等.镁合金熔体纯净化技术的研究进展[J],铸造,2015,64(6)P521
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527.)，此时锂会与其中主要成分氯化镁发生反应，消耗熔体中的锂元素，造成铸锭成分的不稳定。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于三维打印用Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的熔炼净化方法，降低Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的含渣量，保证铸锭的纯净度。
[0006]本专利技术提供了一种三维打印用Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的熔炼净化方法，包括以下步骤：
[0007]按照Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的组成，将镁源熔化得到镁熔体，在所述镁熔体温度为680～700℃加入锌源熔化，得到Mg
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Zn熔体；
[0008]在熔体温度为720～750℃时，对所述Mg
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Zn熔体进行一级惰性气体旋转喷吹精炼，得到净化Mg
‑
Zn熔体；
[0009]在熔体温度为730～760℃时，向所述净化Mg
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Zn熔体中加入钆源熔化，得到Mg
‑
Zn
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Gd熔体；
[0010]在熔体温度为680～720℃时，对所述Mg
‑
Zn
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Gd熔体进行二级惰性气体旋转喷吹精炼，得到净化Mg
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Zn
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Gd熔体；
[0011]向所述净化Mg
‑
Zn
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Gd熔体中加入锂源熔化，得到Mg
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Li
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Zn
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Gd熔体；
[0012]在熔体温度为660～720℃时，采用精炼熔剂对所述Mg
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Li
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Zn
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Gd熔体进行三级熔剂精炼。
[0013]优选的，所述一级惰性气体旋转喷吹精炼的条件包括：喷头转速为100～300r/min，惰性气体流量为1～5L/min，喷吹时间为2～10min。
[0014]优选的，所述二级惰性气体旋转喷吹精炼的条件包括：喷头转速为100～300r/min，惰性气体流量为1～5L/min，喷吹时间为5～15min。
[0015]优选的，所述精炼熔剂包括以下质量百分含量的组分：溴化钾35～65％，氯化钙10～35％，氯化锂10～35％，氟化锂5～30％，氯化钆1～8％，碳酸盐发泡剂2～20％。
[0016]优选的，所述精炼熔剂的加入量为Mg
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Li
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Zn
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Gd熔体质量的1～6％。
[0017]优选的，所述碳酸盐发泡剂为碳酸锂、碳酸钙、碳酸锌和碳酸钆的一种或多种。
[0018]优选的，所述Mg
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Li
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Zn
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Gd合金包括以下质量百分含量的元素组成：Li 6～14％，Zn 2～10％，Gd 1～5％，余量为Mg。
[0019]优选的，所述三级熔剂精炼的时间为5～10分钟，保温温度为660～720℃。
[0020]优选的，所述加入锂源时，所述净化Mg
‑
Zn
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Gd熔体的温度为660～720℃。
[0021]优选的，所述镁源、锌源和钆源熔化前还包括预热，所述预热的温度为180～200℃。
[0022]本专利技术提供了一种三维打印用Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的熔炼净化方法，包括以下步骤：按照Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的组成，将镁源熔化得到镁熔体，在所述镁熔体温度为680～700℃加入锌源熔化，得到Mg
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Zn熔体；在熔体温度为720～750℃时，对所述Mg
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Zn熔体进行一级惰性气体旋转喷吹精炼，得到净化Mg
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Zn熔体；向所述净化Mg
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Zn熔体中加入钆源熔化，得到Mg
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Zn
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Gd熔体；在熔体温度为680～720℃时，对所述Mg
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Zn
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Gd熔体进行二级惰性气体旋转喷吹精炼，得到净化Mg
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Zn
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Gd熔体；向所述净化Mg
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维打印用Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的熔炼净化方法，其特征在于，包括以下步骤：按照Mg
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Li
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Zn
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Gd合金的组成，将镁源熔化得到镁熔体，在所述镁熔体温度为680～700℃加入锌源熔化，得到Mg
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Zn熔体；在熔体温度为720～750℃时，对所述Mg
‑
Zn熔体进行一级惰性气体旋转喷吹精炼，得到净化Mg
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Zn熔体；在熔体温度为730～760℃时，向所述净化Mg
‑
Zn熔体中加入钆源熔化，得到Mg
‑
Zn
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Gd熔体；在熔体温度为680～720℃时，对所述Mg
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Zn
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Gd熔体进行二级惰性气体旋转喷吹精炼，得到净化Mg
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Zn
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Gd熔体；向所述净化Mg
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Zn
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Gd熔体中加入锂源熔化，得到Mg
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Li
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Zn
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Gd熔体；在熔体温度为660～720℃时，采用精炼熔剂对所述Mg
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Li
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Zn
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Gd熔体进行三级熔剂精炼。2.根据权利要求1所述的熔炼净化方法，其特征在于，所述一级惰性气体旋转喷吹精炼的条件包括：喷头转速为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊锋，徐小勇，姜景博，徐媛媛，
申请(专利权)人：上海云铸三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：