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镁合金熔炼前要做哪些准备工作

浏览:187 发表时间:2019-11-28 08:53:41


 
镁及镁合金的最大特点之一是易氧化与燃烧,同时还有较大的爆炸敏感性,因此对熔炼炉料、辅助材料、熔炼与铸造设备、工具等都有特殊要求,应精心准备。

  
配料

  
应根据国家标准、厂内标准与车间配料标准做好配料工作,为了减轻镁合金的氧化与防止其燃烧,可向配料中添加小于0.002%Be,也可以添加微量Ca,它们可在熔体表面形成致密氧化层,例如含Ca的AZ91合金的表面层由三层组成:最外层为CaO,中间层为CaO与MgO的混合物,最内层主要为Al2O3。它们能防止氧渗入。

  
是Mg-Zn系、Mg-Re系、Mg-Th系等合金的晶粒细化剂,在配料中不可或缺,常以中间合金形式加入,可按车间配料标准添加,新料添加7%-10%中间合金,回炉料按3.5%~5%中间合金。配制ZM6合金时,以Mg-Nd中间合金形式加入,Nd含量为25%~40%,Nd是指其含量不小于85%的混合稀土,其中Pr+Nd之和不小于95%;配制ZM5合金炉料时,大型厚壁铸件的铝含量取下限值,对薄壁铸件取上限值。

  
炉料及辅助材料

  
炉料及辅助材料应洁净无水分,油封镁锭除油后,应进行喷砂处理并预热至150℃以上,回炉料也应作喷砂处理与预热到150℃以上。熔剂可外购也可以自制,使用前都应于120℃~150℃干燥1h~2h。洗涤熔剂光卤石或RJ-1置于坩埚内加热至750℃~780℃,其量不得少于坩埚容量的80%,在使用过程中应经常打捞熔渣。若熔渣太多洗不净工具时,应换新的洗涤液。洗涤熔剂在连续熔炼20炉后应全部更新,也可用43%NaCl+57%MgCl2的熔剂作为洗涤液。

  
变质剂可用破碎的粒度为10mm的天然菱镁矿配制,配制后预热到100℃~150℃,保温2h,也可以用轻质碳配钙取代菱镁矿。使用六氯乙烷时需压成圆柱体,压实密度为1.8g/cm3左右。

  
配制防护剂时,按1∶1比混匀硫磺粉与硼酸,碾碎过70目筛再结块,保存于有盖的干燥容器内。

  
熔炼炉与坩埚

  
熔炼镁合金大都采用间接加热式坩埚炉,其结构与熔炼铝合金的坩埚炉相似,但由于它们的物理化学性能有较大差异,因而坩埚材料与炉衬材料也大相径庭,而且对炉结构也应作适当修改。

  
熔炼炉的种类和规格主要取决于铸造规模,小型铸造车间通常采用升出式坩埚炉,大规模铸造车间则采用一系列坩埚炉,在坩埚内进行熔炼、处理、稳定化和存储,熔体从一个坩埚转注到另一个,然后从最后的坩埚直接浇注或手工浇注于铸型中。熔体转注应平稳,防止湍流,以免氧化。当前,间接加热式坩埚熔烧法因热效率低,已很少采用,无芯感应电炉虽然初始成本较高,但运行成本较低,占有用空间也小。

  
熔炼镁合金的坩埚常用含碳量小于0.12%的低碳钢焊制而成,钢中的杂质铜和镍严重降低镁合金抗蚀性,其含量应分别小于0.10%。熔炼之前应精心准备坩埚。坩埚容量一般为35kg~350kg,旧坩埚可继续使用,但其最小壁厚应不小于有关规程的规定。

  
应定期清除坩埚底部的残渣,因为它的热导率较低,可能产生过热,引发安全事故;还必须定期用水浸泡坩埚,清除结垢。

  
熔炼浇注工具

  
生产镁合金铸件用的工具除浇包外,还有撇渣勺、残渣盘、搅拌器、精炼勺、钟形罩、熔剂铲等,它们都是用与坩埚化学成分相同的钢制成的。准确控制镁合金熔体温度非常重要,可用铁-康铜或镍铬-镍铝型热电偶测量,采用低碳钢或无镍不锈钢管保护热电偶。


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