含有锆和镁的中间合金及其生产方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种含有锆和镁的中间合金及其生产方法和用途。该生产方法包括如下步骤：在保护气体的存在下，将镁和金属RE形成稀土

【技术实现步骤摘要】
含有锆和镁的中间合金及其生产方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种含有锆和镁的中间合金及其生产方法和用途。

技术介绍

[0002]镁合金具有优异的性能，在各个领域得到了广泛的应用。研究发现，向镁合金中加入锆能够使镁合金的晶粒得到细化。在镁合金结晶的过程中锆质点优先析出，由于锆质点具有和镁相同的密排六方晶格结构以及相近的晶格常数，因此可以作为合金结晶时的异质形核的核心，从而有效细化合金的铸造组织，提高组织的均匀性和性能的稳定性。
[0003]CN114182130A公开了一种镁合金用精炼剂。该精炼剂包括如下质量配比的组分：CaCl
2 15～40％、BaCl
2 13～25％、NaCl 0～10％、CaF
2 1～10％、Ti/Zr粉0～6％、K2TiF6/K2ZrF
6 0～10％、KCl余量。该组合物含有大量的盐成分，其作为精炼剂使用，并未形成中间合金。
[0004]CN108048718A公开了一种镁锆中间合金的生产方法。在CO2和SF6组成的混合气体中，向熔化的金属镁中分步加入氯化锆，得到镁锆中间合金。该方法在于解决镁锆中间合金中锆分布不均匀的问题，所得的镁锆中间合金中锆颗粒的粒径较大，这样在作为中间合金加入到熔体镁中时，锆颗粒会沉降到熔体镁的底部，不利于提高锆的使用效率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种含有锆和镁的中间合金的生产方法。该生产方法能够有效地减小中间合金中锆颗粒的粒径。进一步地，该方法能够降低中间合金中的盐含量。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一种含有锆和镁的中间合金。
[0007]本专利技术的再一个目的在于提供一种含有锆和镁的中间合金的用途。
[0008]上述目的通过如下技术方案来实现。
[0009]一方面，本专利技术提供了一种含有锆和镁的中间合金的生产方法，包括如下步骤：
[0010]在保护气体的存在下，将镁和金属RE形成稀土
‑
镁合金液；在保护气体的存在下，将氯化物颗粒与稀土
‑
镁合金液反应，得到含有锆和镁的中间合金；
[0011]其中，所述氯化物颗粒中包含如下组分：
[0012]氯化锆20～80wt％，
[0013]氯化钾10～40wt％，和
[0014]氯化钠10～40wt％；
[0015]其中，所述金属RE选自镧、铈、镨或钕中的一种或多种。
[0016]根据本专利技术的生产方法，优选地，所述氯化物颗粒由包括氯化锆、氯化钾和氯化钠的混合物经过熔化、浇注和破碎得到。
[0017]根据本专利技术的生产方法，优选地，所述氯化物颗粒的粒径为0.1～0.5mm。
[0018]根据本专利技术的生产方法，优选地，所述保护气体包括体积比为(15～25):1的惰性
气体和SF6。
[0019]根据本专利技术的生产方法，优选地，镁的用量为50～150重量份，金属RE的用量为14～35重量份，氯化物颗粒的用量为75～250重量份。
[0020]根据本专利技术的生产方法，优选地，将金属RE加入到搅拌中的熔体镁中；待金属RE完全加入熔体镁后，继续搅拌10～120min，得到稀土
‑
镁合金液；
[0021]其中，搅拌熔体镁的搅拌设备的转速为100～300r/min。
[0022]根据本专利技术的生产方法，优选地，将氯化物颗粒加入搅拌中的稀土
‑
镁合金液中反应30～150min；其中，搅拌稀土
‑
镁合金液的搅拌设备的转速为100～300r/min。
[0023]根据本专利技术的生产方法，优选地，还包括采用惰性气体对氯化物颗粒与稀土
‑
镁合金液反应得到的反应产物进行精炼的步骤。
[0024]另一方面，本专利技术提供了一种含有锆和镁的中间合金，该中间合金由上述生产方法得到。
[0025]再一方面，本专利技术提供了上述含有锆和镁的中间合金在制备镁合金中的用途。
[0026]本专利技术的生产方法能够降低中间合金中锆颗粒的粒径。本专利技术的中间合金在应用于镁合金的制备过程中，锆颗粒在镁熔体中的沉降速度慢，能够提高锆的利用率。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0028]<含有锆和镁的中间合金的生产方法>
[0029]本专利技术的中间合金含有锆和镁。本专利技术的中间合金的生产方法包括如下步骤：在保护气体的存在下，将镁和金属RE形成稀土
‑
镁合金液；在保护气体的存在下，将氯化物颗粒与稀土
‑
镁合金液反应，得到含有锆和镁的中间合金。下面进行详细介绍。
[0030]本专利技术的保护气体含有惰性气体和SF6。在某些实施方式中，保护气体由惰性气体和SF6组成。惰性气体选自氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的一种或多种。优选地，惰性气体选自氦气、氖气或氩气中的一种或多种。更优选地，惰性气体为氩气。
[0031]惰性气体与SF6的体积比可以为(15～25):1；优选为(17～22):1；更优选为(19～20):1。
[0032]根据本专利技术的一个实施方式，将保护气体通入反应设备中，以使反应体系在保护气体气氛中进行反应。反应设备可以为熔炉。保护气体通入反应设备的流量可以为5～40mL/min；优选为10～30mL/min；更优选为15～20mL/min。
[0033]镁的用量可以为50～150重量份；优选为70～130重量份；更优选为75～105重量份。
[0034]镁可以以熔体镁的形式使用。熔体镁的温度可以为650～830℃；优选为700～800℃；更优选为740～780℃。这样既能够使熔体镁与金属RE充分反应，又能够降低原料挥发，提高收率和安全性。
[0035]金属RE选自镧、铈、镨或钕中的一种或多种。金属RE可以为金属单质，也可以为合金。在某些实施方式中，金属RE选自镧、铈或钕中的一种。在另一些实施方式中，金属RE为镧铈合金。镧铈合金中镧元素与铈元素的质量比可以为(0.5～2.5):1；优选为(1～2):1；更优
选为(1.25～1.75):1。
[0036]金属RE的用量可以为14～35重量份；优选为16～30重量份；更优选为20～27重量份。
[0037]在某些实施方式中，将金属RE加入到熔体镁中，得到稀土
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镁合金液。优选地，将金属RE加入搅拌中的熔体镁中。搅拌熔体镁的搅拌设备的转速可以为100～300r/min；优选为150～200r/min。根据本专利技术的一个实施方式，待金属RE完全加入熔体镁中后，继续搅拌10～120min，得到稀土
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镁合金液。优选地，继续搅拌的时间为20～100min；更优选地，继续搅拌的时间为30～60min。
[0038]本专利技术的氯化物颗粒包含如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有锆和镁的中间合金的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：在保护气体的存在下，将镁和金属RE形成稀土
‑
镁合金液；在保护气体的存在下，将氯化物颗粒与稀土
‑
镁合金液反应，得到含有锆和镁的中间合金；其中，所述氯化物颗粒中包含如下组分：氯化锆20～80wt％，氯化钾10～40wt％，和氯化钠10～40wt％；其中，所述金属RE选自镧、铈、镨或钕中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述氯化物颗粒由包括氯化锆、氯化钾和氯化钠的混合物经过熔化、浇注和破碎得到。3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述氯化物颗粒的粒径为0.1～0.5mm。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述保护气体包括体积比为(15～25):1的惰性气体和SF6。5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，镁的用量为50～150重量份，金属RE的用量为14～35重量份，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正华，胡文鑫，刘峰，王玮，陈志强，何伟，王小青，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：