一种连续自动生产镁-稀土中间合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续自动铸锭生产镁-钕中间合金等16种镁-稀土中间合金的方法。镁锭原料经过精炼炉熔化后，加入稀土金属料，人上除渣，系统自动搅拌均匀化，抽样测定合金成分合格，再由定量泵将合金液定量浇注到铸锭机铸锭模中，形成连续自动铸锭，合金液冷却形成标准镁-稀土中间合金锭。本发明专利技术的关键点在于能适应镁-钕中间合金等16种镁-稀土中间合金的连续自动铸锭生产，降低了生产劳动强度，无水环境生产大大提高了生产安全性。生产的产品具有一致性且收率高，无镍高温合金钢板制造的坩埚使生产过程中不带入碳含量，生产效率高，适应大批量连续生产，无环境污染，废渣可回收利用，真正实现了镁一稀土中间合金的安全高效大批量生产。

Method for continuously automatically producing magnesium rare earth intermediate alloy

The invention discloses a method for producing 16 magnesium rare earth master alloys by continuous automatic ingot casting, such as magnesium neodymium intermediate alloy. Magnesium ingot raw material after melting refining furnace, adding rare earth metal material on slag removal, automatic mixing system, sampling determination of alloy composition by qualified, quantitative pump alloy liquid quantitative pouring casting machine to form a continuous casting mold, automatic ingot, alloy liquid cooling forming standard magnesium rare earth intermediate alloy ingot. The key point of the invention is that it can adapt to the continuous automatic ingot casting of 16 magnesium rare earth intermediate alloys such as magnesium neodymium intermediate alloy, thereby reducing the labor intensity of production, producing the environment without water, and greatly improving the production safety. The production of products consistent with high yield and high temperature alloy steel nickel crucible without the carbon content into the production process, high production efficiency, suitable for batch continuous production, no pollution, waste Recyclable utilization, realize the safe and efficient mass production of a rare earth magnesium intermediate alloy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镁-稀土中间合金的方法，具体涉及一种连续自动生产镁-钕合金等16种镁-稀土中间合金的方法及其产品，属于金属材料领域。
技术介绍
在镁合金领域特别是在高温镁合金领域，稀土优异的净化、强化性能不断被人们认识和掌握。目前，已开发出一系列含稀土的镁合金，它们具有特有的高强、耐热、耐蚀等性能，使得稀土在镁合金中的应用得到进一步发展，拓展了镁合金的应用领域。特种镁-稀土合金被广泛应用于电子工业、汽车工业、军事和航空航天等领域。在各种稀土镁合金的制备中，考虑到稀土元素熔点高、活性大的特点，故应以中间合金的形式加入。目前，国内外开发镁-稀土中间合金的生产工艺归纳起来主要有熔盐电解法、熔融热还原法以及熔配法。熔盐电解法生产镁-稀土中间合金生产工艺中所采用的熔盐，主要有氯盐体系和氟化物混合盐体系。长春应用化学研究所最早对RECl-KCl-NaCl电解体系生产镁稀土中间合金进行了研究，研制了 Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Ce、Mg-富Y、Mg-富Nd、Mg-富Ce等一系列中间合金，并专利技术了下沉液态阴极电解生产镁-稀土中间合金的先进工艺。国外报道，采用NdCl3-KCl (CaCl2)体系电解共析法生产Mg-Nd合金，工艺简单，易于批量生产，有利于降低产品成本。熔融热还原法生产镁-稀土中间合金主要是采用镁还原氯化稀土熔盐制得镁-稀土中间合金，生产的合金需要采用特别熔盐进行净化。采用熔配法在非真空中频感应电炉中熔炼镁-稀土中间合金的生产工艺过程为:将金属镁和稀土金属按比例配好，先将镁锭一次性加入石墨坩埚中，待镁锭全部熔化后，分批逐步加入稀土金属，边加边用搅拌杆搅拌，直至稀土金属加完熔化完全。然后用搅拌耙上下搅动使合金均匀化，确认无块状料、合金温度达到要求即可出炉，出炉后浇铸于自制的铸铁型中制得镁稀土中间合金锭。1.现有技术的缺点。熔盐电解法生产镁-稀土中间合金生产工艺中所采用的熔盐易吸水形成氯氧化物，从而影响电流效率，情况严重时甚至使电解过程中断，且产品因系统不稳定，或操作失误，易产生严重夹杂，因采用石墨坩埚做阴极产品中碳含量不稳定(C:300~1500ppm)，影响产品质量。由于所用熔盐具有吸湿性而带入水分，高温镁熔体遇水极易发生燃烧爆炸，生产安全性不高，人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭生产，高温操作环境、人工劳动强度大。熔盐易挥发，环境差。熔融热还原法生产的镁-稀土中间合金需要采用特别熔盐进行净化，合金产品与熔盐分离困难，且熔盐极易吸水，存在带入水分的安全隐患，生产安全性不高，人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭生产，人工劳动强度大。中频炉熔配法生产镁-稀土中间合金生产过程中需开通循环冷却水，冷却水管接头脱落、线圈漏水或上部抽烟系统冷凝水下落入炉中，均可使操作人员随时面临高温镁熔体剧烈燃烧、爆炸而灼伤的危险，危险性大，安全系数低。采用人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭生产，人工劳动强度大。产品收率低，碳含量高(C:1000~2000ppm)。非真空敞开式熔炼无气体保护时镁和稀土易燃烧使生产环境中烟生大，污染严重。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种连熔连铸自动铸锭生产镁-钕中间合金等16种镁-稀土中间合金的柔性生产工艺，所述的方法包括如下步骤:(I)对稀土金属料和镁锭分别进行预处理；(2)将镁锭投入坩埚，当坩埚内温度达到340-360°C时自动通入保护气体，并持续加热至660°C _680°C;待镁锭全部熔化后加入稀土金属料，加热到700°C~780°C;加热至熔化，搅拌均匀；(3)对合金液进行抽样测定；(4)由定量泵定量浇注，连续自动铸锭，冷却成型；(5)收集镁-稀土中间合金锭，抛光，包装，入库。优选所述的步骤I中，将稀土金属料破碎至5-10_ ;镁锭表面用气流沙抛光预处理，去氧化皮和表面污染物，在连铸炉炉盖上预热至80-100°C。优选所述步骤2中，将坩埚加热至镁锭的熔化温度为660-680°C，优选680°C;投入稀土金属料后，加热至700-760°C，以28-35HZ的搅拌频率搅拌30-45分钟。优选所述步骤3对合金液进行抽样检测，控制合金成分含量偏差在0.5 %以内。同时使其符合产品标准:HB7264-96、湘QYB155-80或产品的特定要求。具体的检测标准为本领域技术人员所掌握。优选所述步骤4中，由定量泵定量浇注，连续自动铸锭，浇注传输管加热温度为530-570°C，浇注频率为30-60HZ，浇注延时1-3秒，铸锭机频率10_28Hz，延时10-20秒。优选所述的保护气体为Ar气，总流量设定为10-20L/分钟；每次铸锭前开通Ar气并将泵室熔体搅拌10-15秒。。优选所述的生产方法采用特种镁合金连续自动铸锭系统装置，所述的坩埚为无镍高温合金钢板坩埚。更优选的，所述的方法包括如下步骤:(I)将稀土金属料在油压机上破碎至5-10mm的小块，将至少部分镁锭切成10-30cm的小段便于配料，并将镁锭表面处理干净后放置于连铸炉的炉盖上预热至80-100。。；(2)提前启动连续铸锭机预热30分钟，按比例称重进行配料，设定好程序，温度达到350°C时自动启动气体保护，将配好的镁锭先加入无镍高温合金钢板坩埚内，加热至6600C _680°C，待镁锭全部熔化后加入纯稀土金属合金材料，加热到740°C -780°C ;启动搅拌程序，以30Hz的搅拌频率搅拌45分钟；每次铸锭前开通Ar气并将泵室熔体搅拌12秒；(3)对合金液进行抽样测定；(4)由定量泵定量浇注，连续自动铸锭，浇注传输管加热温度为550°C，浇注频率为45Hz，浇注延时2秒，铸锭机频率为18Hz，铸锭延时15秒，合金液在锭模中冷却成型；(5)收集镁-稀土合金锭，冷却后抛光，真空单锭包装，按照客户要求再整件充Ar气或者蜡封入库。此外，本专利技术的第二目的在于保护上述生产方法所得的镁-稀土中间合金，所述的镁-稀土中间合金含有1%-30%的稀土。生产中带入碳含量为0，产品中碳含量仅由原料带入,产品中C ( 300ppm。其中优选所述的稀土为镧、富镧、铺、富铺、镨、镨钕、衫、礼、铺、镝、钦、铒、镱、宇乙或富钇中的一种或几种。所述的镁-稀土中间合金熔点为600°C _780°C、比重为1.79g/cm3-4.67g/cm3更优选所述的镁-稀土中间合金为镁-钕中间合金，按金属钕含量不同，其熔点为5600C _750°C、比重为 1.793g/cm3-3.05g/cm3。以下对本专利技术作进一步详细介绍:本专利技术通过采用一种能适应镁-钕中间合金等16种镁-稀土中间合金锭生产的镁合金专用气氛保护自动连熔连铸系统，所解决的主要技术问题是能实现在专用气氛保护下镁-稀土中间合金的连续自动铸锭生产，劳动强度低，生产安全性高，收率高，生产过程中不带入碳含量，有利于后续材料的加工和使用性能，生产环境几乎无污染，改进了中频炉熔配法人工间歇铸锭，不能实现连续自动铸锭，劳动强度大，生产不安全，产品收率低，生产过程中带入高碳含量和生产环境污染严重的问题。本专利技术是在中频炉熔配法生产镁-稀土中间合金工艺的基础上进行的技术改进。采用的生产设备是镁合金专用气氛保护下连铸炉系统，这种镁-稀土中间合金的熔炼、自动铸锭工艺适应镁-钕中间合金等16种镁-稀土本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续自动生产镁?稀土中间合金的方法，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：(1)对稀土金属料和镁锭分别进行预处理；(2)将镁锭投入坩埚，当坩埚内温度达到340?360℃时自动通入保护气体，并持续加热至660℃?680℃；待镁锭全部熔化后加入稀土金属料，加热到700℃?780℃；加热至熔化，搅拌均匀；(3)对合金液进行抽样测定；(4)由定量泵定量浇注，连续自动铸锭，冷却成型；(5)收集镁?稀土中间合金锭，抛光，包装，入库。

【技术特征摘要】
1.一种连续自动生产镁-稀土中间合金的方法，其特征在于:所述的方法包括如下步骤: (1)对稀土金属料和镁锭分别进行预处理； (2)将镁锭投入坩埚，当坩埚内温度达到340-360°C时自动通入保护气体，并持续加热至660°C _680°C;待镁锭全部熔化后加入稀土金属料，加热到700°C _780°C;加热至熔化，搅拌均匀； (3)对合金液进行抽样测定； (4)由定量泵定量烧注,连续自动铸锭,冷却成型； (5)收集镁-稀土中间合金锭,抛光,包装,入库。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步骤I中，将稀土金属料破碎至5-10mm ;镁锭表面用气流沙抛光预处理，去氧化皮和表面污染物，在连铸炉炉盖上预热至80-100。。。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤2中，将坩埚加热至镁锭的熔化温度为660-680°C，投入稀土金属料后，加热至700-780°C，以28_35Hz的搅拌频率搅拌30-45分钟。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤3对合金液进行抽样检测，控制合金成分含量偏差在0.5 %以内。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤4由定量泵定量浇注，连续自动铸锭，浇注传输管加热温度为530-570°C，浇注频率为30-60HZ，浇注延时1_3秒，铸锭机频率 10-28Hz，延时 10-20 秒。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的保护气体为Ar气，总流量设定为10-20L/分钟；每次铸锭前开通Ar气将泵室熔体搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞芳，王松涛，崔昌华，李鑫，
申请(专利权)人：湖南稀土金属材料研究院，
类型：发明
国别省市：