MgYNdZr合金精炼方法技术

本发明专利技术涉及一种MgYNdZr合金精炼方法，通过在精炼过程中将惰性气体通入熔体内部形成气泡，熔体中的氢在分压作用下扩散进入这些气泡中，并随这些气泡的上浮而被排除，达到除气的目的。气泡上浮过程中会吸附部分氧化夹杂，起到除渣的作用。再辅以熔剂精练，可以大大提高合金熔体的纯净度。熔剂属于盐类，不会对合金液和环境产生污染。经过应用，效果十分明显。

MgYNdZr alloy refining method

The present invention relates to a refining method of MgYNdZr alloy into the melt through internal bubble formation in the refining process of inert gas, the hydrogen partial pressure in the melt under the influence of diffusion into these bubbles, and with these bubbles rising and eliminated, achieve the aim of gas removal. In the process of bubble floating, it will absorb some oxidized inclusions and play the role of slag removal. With the addition of flux, the purity of molten alloy can be greatly improved. Flux is a salt, will not pollute the alloy liquid and the environment. After application, the effect is very obvious.

【技术实现步骤摘要】
MgYNdZr合金精炼方法
本专利技术涉及一种精炼技术，尤其一种MgYNdZr合金精炼方法。
技术介绍
MgYNdZr是一种高强度镁合金，目前MgYNdZr合金熔炼后要求合金液有很高的纯净度，即气孔为1级，夹渣1级，铸件疏松1级，切取的力学性能达到250MPa以上。通用方式是采用熔剂进行精练，熔剂精炼是用熔剂洗涤镁熔液。熔融的盐熔剂对非金属夹杂物有良好的润湿、吸咐及聚合造渣能力，利用熔剂与熔液的充分接触来润湿夹杂物，并将其聚合于熔剂中；同时利用盐熔剂与金属液的比重差将非金属的夹杂物随同熔剂沉析于坩埚底部。精炼温度一般控制在710℃～730℃，精炼后静置10min～60min，使熔渣充分沉析。熔剂精炼虽然能够起到一定的精炼和保护作用，但存在一些弊端，包括：1）氯盐和氟盐高温下易挥发产生某些有毒气体，如HCl，Cl2等，造成严重的环境污染；2）所用熔剂的密度一般较大，大于镁合金的密度。因此，在熔炼过程中熔剂会下沉，需要不断添加熔剂，在坩埚下部较大范围内产生絮状的悬浮性熔渣，经X射线衍射和电子探针分析，其主要成分为MgCl2及MgO。而且部分熔剂残留在合金液中形成夹杂物，降低合金的力学性能，这也是使用熔剂熔炼后镁合金铸件的常见缺陷，同时降低合金的抗腐蚀性能；3）MgYNdZr合金中含有稀土元素，在精炼过程中熔剂会和稀土元素发生反应，并深沉到坩埚底部，使浇注的铸件中稀土元素含量降低，从而使铸件性能无法达到预期要求。因此，采用以上方法在造成严重环境污染时，合金溶液的纯净度不高，无法满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术主要目的是提供一种不产生环境污染，净化合金液中的气体、夹杂物等杂质，提高合金液的纯净度的精炼方法，即精炼后合金的气孔为1级，夹渣1级，铸件疏松1级，切取的力学性能达到250MPa以上。本专利技术的技术解方案为，该方法包括以下步骤：1）将坩埚洗净，通电加热，使坩埚温度为400～500℃之间，在坩埚底部及坩埚壁内撒上占炉料总重0.5～0.8%的RJ-2熔剂；2）加入MgYNdZr母合金锭，撒上占炉料总重0.5～0.8%的RJ-2熔剂，升温直至母合金锭熔化；3）待母合金锭全部熔化后，升温至740～760℃，进行搅拌，同时加入铍氟酸钠和RJ-2熔剂1：1的混合物，混合物的加入量为炉料总重量的0.08～0.12%；4）继续加温，在合金液温度不低于760℃时浇注断口取样；5）对样品按下表所示的指标进行检验；成分YNdZrGdZnLi含量%3.7～4.32.0～2.50.40～1.00.4～1.0≤0.20≤0.20成分MnCuFeNiSi、Al之和其余含量%≤0.15≤0.02≤0.01≤0.005≤0.01镁6）检验合格后，除去液面及坩埚壁熔渣，然后撒上约占炉料总重0.5～0.8%的RJ－2熔剂覆盖液面；7）将装有洗涤溶剂的坩埚放置在电阻炉上加至600～700℃，然后将球头吹头置入溶剂中加热十分钟以上；8）加温使合金液温度为750～770℃之间，从装有洗涤溶剂的坩埚中取出球形吹头，倒净球形吹头上溶剂后迅速转入合金炉中，球形吹头的头部沉入合金液深处并通入氩气，氩气的压力不应使液面产生飞溅，充气时间为12～15min，同时在液面上撒入占炉料重量0.5～1.0%的RJ－5熔剂；9）除气结束后，清理合金液表面和坩埚壁的熔渣，然后撒入0.1～0.3%的RJ-2熔剂覆盖液面；10）将合金液降温至750～760℃，在合金的深处进行搅拌，时间为10～15min，同时在液流的液面上上撒上占炉料总重1.5-2.5%的RJ-5熔剂；11）清理合金液表面和坩埚壁的熔渣，然后撒入0.5～0.8%的RJ-2熔剂覆盖液面；12）将合金液升温800～820℃，静置20～30min；13）将合金液调整至浇注温度790～800℃；14）出炉检验。在上述的步骤5）中，若检验不合格，将合金液转注成锭作回炉料处理。所述的步骤8）中球形吹头的头部应沉入合金液的2/3深处。以上步骤中坩埚可采用DWK－80型电阻坩埚炉或MTO600B燃气炉。温度可用电子测温仪测量。所述的步骤10）中，可用搅拌勺或搅拌机进行搅拌且所述的搅拌应在合金的2/3深处进行。所述的步骤11）的过程中，合金液面如有燃烧，应用硫磺粉和硼酸1：1混合物灭火。本专利技术具有的优点效果，采用本工艺方法是，主要是将惰性气体通入熔体内部形成气泡，熔体中的氢在分压作用下扩散进入这些气泡中，并随这些气泡的上浮而被排除，达到除气的目的。气泡上浮过程中会吸附部分氧化夹杂，起到除渣的作用。再辅以熔剂精练，可以大大提高合金熔体的纯净度。熔剂属于盐类，不会对合金液和环境产生污染。具体实施方式MgYNdZr合金精炼方法，该方法包括以下步骤：1）将坩埚洗净，通电加热，使坩埚温度为400～500℃之间，在坩埚底部及坩埚壁内撒上占炉料总重0.5～0.8%的RJ-2熔剂；2）加入MgYNdZr母合金锭，撒上占炉料总重0.5～0.8%的RJ-2熔剂，升温直至母合金锭熔化；3）待母合金锭全部熔化后，升温至740～760℃，进行搅拌，同时加入铍氟酸钠和RJ-2熔剂1：1的混合物，混合物的加入量为炉料总重量的0.08～0.12%；4）继续加温，在合金液温度不低于760℃时浇注断口取样；5）对样品按下表所示的指标进行检验；成分YNdZrGdZnLi含量%3.7～4.32.0～2.50.40～1.00.4～1.0≤0.20≤0.20成分MnCuFeNiSi、Al之和其余含量%≤0.15≤0.02≤0.01≤0.005≤0.01镁6）检验合格后，除去液面及坩埚壁熔渣，然后撒上约占炉料总重0.5～0.8%的RJ－2熔剂覆盖液面；7）将装有洗涤溶剂的坩埚放置在电阻炉上加至600～700℃，然后将球头吹头置入溶剂中加热十分钟以上；8）加温使合金液温度为750～770℃之间，从装有洗涤溶剂的坩埚中取出球形吹头，倒净球形吹头上溶剂后迅速转入合金炉中，球形吹头的头部沉入合金液深处并通入氩气，氩气的压力不应使液面产生飞溅，充气时间为12～15min，同时在液面上撒入占炉料重量0.5～1.0%的RJ－5熔剂；9）除气结束后，清理合金液表面和坩埚壁的熔渣，然后撒入0.1～0.3%的RJ-2熔剂覆盖液面；10）将合金液降温至750～760℃，在合金的深处进行搅拌，时间为10～15min，同时在液流的液面上上撒上占炉料总重1.5-2.5%的RJ-5熔剂；11）清理合金液表面和坩埚壁的熔渣，然后撒入0.5～0.8%的RJ-2熔剂覆盖液面；12）将合金液升温800～820℃，静置20～30min；13）将合金液调整至浇注温度790～800℃；14）出炉检验。在上述的步骤5）中，若检验不合格，将合金液转注成锭作回炉料处理。所述的步骤8）中球形吹头的头部应沉入合金液的2/3深处。以上步骤中坩埚可采用DWK－80型电阻坩埚炉或MTO600B燃气炉。温度可用电子测温仪测量。所述的步骤10）中，可用搅拌勺或搅拌机进行搅拌且所述的搅拌应在合金的2/3深处进行。所述的步骤11）的过程中，合金液面如有燃烧，应用硫磺粉和硼酸1：1混合物灭火。实施例某直升机主机匣的铸造，材料为MgYNdZr，浇注重量为500kg，该铸件是I类铸件。铸件按STA110-Q-0013验收，热处理状态T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种WE43A合金精炼方法，其特征是，该方法包括以下步骤：1）将坩埚洗净，通电加热，使坩埚温度为400～500℃之间，在坩埚底部及坩埚壁内撒上占炉料总重0.5～0.8%的RJ?2熔剂；2）加入WE43A母合金锭，撒上占炉料总重0.5～0.8%的RJ?2熔剂，升温直至母合金锭熔化；3）待母合金锭全部熔化后，升温至740～760℃，进行搅拌，同时加入铍氟酸钠和RJ?2熔剂1：1的混合物，混合物的加入量为炉料总重量的0.08～0.12%；4）继续加温，在合金液温度不低于760℃时浇注断口取样；5）对样品按下表所示的指标进行检验；成分YNdZrGdZnLi含量%3.7～4.32.0～2.50.40～1.00.4～1.0≤0.20≤0.20成分MnCuFeNiSi、Al之和其余含量%≤0.15≤0.02≤0.01≤0.005≤0.01镁?6）检验合格后，除去液面及坩埚壁熔渣，然后撒上约占炉料总重0.5～0.8%的RJ－2熔剂覆盖液面；7）将装有洗涤溶剂的坩埚放置在电阻炉上加至600～700℃，然后将球头吹头置入溶剂中加热十分钟以上；8）加温使合金液温度为750～770℃之间，从装有洗涤溶剂的坩埚中取出球形吹头，倒净球形吹头上溶剂后迅速转入合金炉中，球形吹头的头部沉入合金液深处并通入氩气，氩气的压力不应使液面产生飞溅，充气时间为12～15min，同时在液面上撒入占炉料重量0.5～1.0%的RJ－5熔剂；9）除气结束后，清理合金液表面和坩埚壁的熔渣，然后撒入0.1～0.3%的RJ?2熔剂覆盖液面；10）将合金液降温至750～760℃，在合金的深处进行搅拌，时间为10～15min，同时在液流的液面上上撒上占炉料总重1.5?2.5%的RJ?5熔剂；11）清理合金液表面和坩埚壁的熔渣，然后撒入0.5～0.8%的RJ?2熔剂覆盖液面；12）将合金液升温800～820℃，静置20～30min；13）将合金液调整至浇注温度790～800?℃；14）出炉检验。...

【技术特征摘要】
1.一种MgYNdZr合金精炼方法，其特征是，该方法包括以下步骤：1)将坩埚洗净，通电加热，使坩埚温度为400～500℃之间，在坩埚底部及坩埚壁内撒上占炉料总重0.5～0.8％的RJ-2熔剂；2)加入WE43A母合金锭，撒上占炉料总重0.5～0.8％的RJ-2熔剂，升温直至母合金锭熔化；3)待母合金锭全部熔化后，升温至740～760℃，进行搅拌，同时加入铍氟酸钠和RJ-2熔剂1：1的混合物，混合物的加入量为炉料总重量的0.08～0.12％；4)继续加温，在合金液温度不低于760℃时浇注断口取样；5)对样品按下表所示的指标进行检验；成分YNdZrGdZnLi含量％3.7～4.32.0～2.50.40～1.00.4～1.0≤0.20≤0.20成分MnCuFeNiSi、Al之和其余含量％≤0.15≤0.02≤0.01≤0.005≤0.01镁6)检验合格后，除去液面及坩埚壁熔渣，然后撒上约占炉料总重0.5～0.8％的RJ－2熔剂覆盖液面；7)将装有洗涤溶剂的坩埚放置在电阻炉上加至600～700℃，然后将球形吹头置入溶剂中加热十分钟以上；8)加温使合金液温度为750～770℃之间，从装有洗涤溶剂的坩埚中取出球形吹头，倒净球形吹头上熔剂后迅速转入合金炉中，球形吹头的头部沉入合金液深处并通入氩气，氩气的压力不应使液面产生飞溅，充气时间为12～15min，同时在液面上撒入占炉料重量0.5～1....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一军，李洋，杨光山，
申请(专利权)人：哈尔滨东安发动机集团有限公司，
类型：发明
国别省市：