镁锆中间合金及其制备方法技术

本申请涉及一种镁锆中间合金及其制备方法，包括以下步骤：将金属镁于高频感应条件下进行熔炼，得到第一熔体；将金属锆加入第一熔体中，于低频感应条件下进行交替搅拌，得到第二熔体；交替搅拌包括第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌；第一搅拌的方向为上层熔体从中心向上流动，从侧壁向下流动，下层熔体从侧壁向上流动，从中心向下流动；第二搅拌的方向为熔体从侧壁向上流动，从中心向下流动；第三搅拌的方向为熔体从中心向上流动，从侧壁向下流动；在第三搅拌的作用下，将第二熔体进行定点浇铸，得到镁锆中间合金。上述镁锆中间合金的制备方法，使浇铸得到的镁锆中间合金中的锆颗粒度细小，锆颗粒弥散分布，锆含量较高，成分偏析较小，且夹杂较少。且夹杂较少。且夹杂较少。

【技术实现步骤摘要】
镁锆中间合金及其制备方法


[0001]本申请涉及合金领域，特别是涉及一种镁锆中间合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]与物理场细化法、动态晶粒再结晶等方法相比，在0.5wt％的锆颗粒作用下，能使镁合金晶粒尺寸从100μm及以上减小至50μm以内，且不破坏其晶界析出，从而有效提升镁材质器件的使用性能。
[0003]由于锆在镁中的溶解度很低，当锆含量超过0.6wt％时，镁与锆机械混合时会带来偏析问题。镁锆中间合金的传统制备方法是采用镁还原锆氟酸钾，但该方法还原温度(900℃～1000℃)较高，能耗较大；熔盐挥发严重，环保问题突出；锆颗粒粗大且易团聚、沉降，导致成分偏析严重，易产生夹渣。
[0004]因此，提供一种成分偏析较小的镁锆中间合金具有重要意义。

技术实现思路

[0005]基于此，本申请提供了一种锆颗粒度细小、锆颗粒弥散分布，成分偏析较小的镁锆中间合金及其制备方法。
[0006]本申请解决上述技术问题的技术方案如下。
[0007]一种镁锆中间合金的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将金属镁于高频感应条件下进行熔炼，得到第一熔体；
[0009]将金属锆加入所述第一熔体中，于低频感应条件下进行交替搅拌，得到第二熔体；所述交替搅拌包括第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌；所述第一搅拌的方向为上层熔体从中心向上流动，从侧壁向下流动，下层熔体从侧壁向上流动，从中心向下流动；所述第二搅拌的方向为熔体从侧壁向上流动，从中心向下流动；所述第三搅拌的方向为熔体从中心向上流动，从侧壁向下流动；
[0010]在所述第三搅拌的作用下，将所述第二熔体进行定点浇铸，得到镁锆中间合金。
[0011]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，交替搅拌为依次进行第三搅拌和第二搅拌后，再循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌。
[0012]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，交替搅拌为先进行第二搅拌后，再循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌。
[0013]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，交替搅拌为先进行第三搅拌后，再循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌。
[0014]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，交替搅拌为循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌。
[0015]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，所述交替搅拌的总时间为0.5h～3h。
[0016]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，所述高频感应的频率为
1000HZ～4000HZ，所述低频感应的频率为20HZ～200HZ。
[0017]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，所述熔炼在第一温度下进行，所述交替搅拌在第二温度下进行，所述第一温度和所述第二温度分别独立地为700℃～800℃。
[0018]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，所述定点浇铸在第三温度下进行，所述第三温度720℃～780℃。
[0019]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，制备所述镁锆中间合金的步骤在三相感应气氛炉中进行，采用SF6和CO2的混合气氛保护，所述三相感应气氛炉的熔炼功率20kW～300kW。
[0020]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，将金属锆加入所述第一熔体中的步骤之前，还包括将所述金属锆的表面进行去钝化处理的步骤。
[0021]在其中一些实施例中，镁锆中间合金的制备方法中，所述金属锆占所述镁锆中间合金的0.1wt％～40wt％。
[0022]本申请还提供了一种镁锆中间合金，由上述镁锆中间合金的制备方法制备得到。
[0023]与现有技术相比较，本申请的镁锆中间合金的制备方法具有如下有益效果：
[0024]上述镁锆中间合金的制备方法，将金属镁于高频感应条件下进行熔炼后，再加入金属锆于低频感应条件下进行不同方向的交替搅拌，相位差可调的低频感应方式确保了搅拌力强度及熔体流动方向可控，进一步在特定搅拌方式作用下进行定点浇铸，使得到的镁锆中间合金中的锆颗粒度细小，锆颗粒弥散分布，锆含量较高，成分偏析较小，且夹杂较少。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为第一搅拌方式示意图；
[0027]图2为第二搅拌方式示意图；
[0028]图3为第三搅拌方式示意图；
[0029]图4为实施例1制得的镁锆合金铸锭的整体照片图；
[0030]图5为实施例1制得的镁锆合金铸锭的截面照片图；
[0031]图6为实施例1制得的镁锆合金铸锭的100倍显微组织图；
[0032]图7为实施例1制得的镁锆合金铸锭的500倍显微组织图；
[0033]图8为对比例1制得的镁锆合金铸锭的整体照片图；
[0034]图9为对比例1制得的镁锆合金铸锭的截面照片图；
[0035]图10为对比例1制得的镁锆合金铸锭的100倍显微组织图；
[0036]图11为对比例1制得的镁锆合金铸锭的500倍显微组织图；
[0037]图12为对比例2制得的镁锆合金铸锭的整体照片图；
[0038]图13为对比例2制得的镁锆合金铸锭的截面照片图；
[0039]图14为对比例2制得的镁锆合金铸锭的100倍显微组织图；
[0040]图15为对比例2制得的镁锆合金铸锭的500倍显微组织图；
[0041]图16为实施例1制得的镁锆合金铸锭中锆颗粒的尺寸统计图；
[0042]图17为对比例1制得的镁锆合金铸锭中锆颗粒的尺寸统计图。
具体实施方式
[0043]以下结合具体实施例对本申请的技术方案作进一步详细的说明。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。应当理解，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。
[0044]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0045]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0046]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁锆中间合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属镁于高频感应条件下进行熔炼，得到第一熔体；将金属锆加入所述第一熔体中，于低频感应条件下进行交替搅拌，得到第二熔体；所述交替搅拌包括第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌；所述第一搅拌的方向为上层熔体从中心向上流动，从侧壁向下流动，下层熔体从侧壁向上流动，从中心向下流动；所述第二搅拌的方向为熔体从侧壁向上流动，从中心向下流动；所述第三搅拌的方向为熔体从中心向上流动，从侧壁向下流动；在所述第三搅拌的作用下，将所述第二熔体进行定点浇铸，得到镁锆中间合金。2.如权利要求1所述的镁锆中间合金的制备方法，其特征在于，所述交替搅拌选自如下(1)～(4)中的一种方式：(1)依次进行第三搅拌和第二搅拌后，再循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌；(2)先进行第二搅拌后，再循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌；(3)先进行第三搅拌后，再循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌；(4)循环进行第一搅拌、第二搅拌和第三搅拌。3.如权利要求2所述的镁锆中间合金的制备方法，其特征在于，所述交替搅拌的总时间为0.5h～3h。4.如权利要求1所述的镁锆中间合金的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊爱虎，姚茂海，罗天纵，吕晶，李杰，代旺，许喆，王靖喜，
申请(专利权)人：湖南稀土金属材料研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：