非真空鑄造鋅合金用熔劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造用熔劑領(lǐng)域，具體涉及一種對熔體進(jìn)行精煉、除渣、除氣的非真空鑄造鋅合金用熔劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在熔煉鋅合金時，氧化物成為渣。漂浮在熔體表面上或混在熔體中，或者沉在熔體底部，如不清除，將會影響鑄錠或鑄件品質(zhì)，導(dǎo)致鑄錠或鑄件夾雜多，表面粗糙，力學(xué)性能低。因此，在鋅合金澆注前，合金熔液必須進(jìn)行精煉凈化處理。
[0003]在非真空鑄造條件下，鋅合金的精煉過程多采用傳統(tǒng)的氟鹽熔劑覆蓋，精煉過程中會產(chǎn)生有毒的氟氣，其使用對環(huán)境和作業(yè)人員具有毒害作用。此外，鋅合金的精煉過程也采用氯化銨、氯化鋅進(jìn)行造渣處理，其缺點是煙塵大，腐蝕性強(qiáng)，釋放刺激性氣味，惡化操作環(huán)境，同時損害作業(yè)人員身體健康，并對周圍環(huán)境造成污染。由此可見，設(shè)計一種不含氟鹽和銨鹽的鋅合金用環(huán)保熔劑很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種新型的無氟無銨的能同時對熔體進(jìn)行精煉、除渣、除氣的非真空鑄造鋅合金用熔劑及其制備方法。本發(fā)明所述的熔劑覆蓋在鑄造熔體的液面，起到嚴(yán)密封住液面不被大氣接觸氧化的作用，使鋅合金熔體中的有害氣體有效排出，將鋅合金熔體中的氧化物留在熔劑表面，同時熔劑對熔體具有精煉、除渣、除氣凈化作用。本發(fā)明所述的熔劑為非真空條件下熔鑄鋅合金專用熔劑，其原料市場豐富，采購方便，配制簡單及易操作，成本低廉，使用過程中不會釋放有害氣體，不會腐蝕損壞熔煉設(shè)備，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明涉及一種非真空鑄造鋅合金用熔劑，所述熔劑的組分按照質(zhì)量百分比計，包含:白云石10?60%、氯化鈉20?45%、氯化鉀20?45%。白云石的加入量在10?60%之間，可保證有效的除氣效果，且不至于產(chǎn)生過多C02，其余氯化鈉和氯化鉀控制在以上范圍內(nèi)可保證有效的除渣效果。
[0007]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述白云石:按重量百分比含有CaO彡26 %、MgO彡18 %、CO2^ 40.8% ο
[0008]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述熔劑還含水分，所述水分的質(zhì)量百分比含量< 2.0%。
[0009]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述熔劑組分配方中技術(shù)效果較好的配比為:白云石30%，氯化鈉35%，氯化鉀35%。
[0010]本發(fā)明還涉及一種非真空鑄造鋅合金用熔劑的制備方法，所述方法包括如下步驟:
[0011]A、將分別經(jīng)20?320目篩子過篩的白云石、氯化鈉、氯化鉀，按所述質(zhì)量百分比分別稱量；熔劑的粒度過大會影響熔劑與熔體的接觸，粒度過小則會造成熔劑燒損，影響精煉效果，故將熔劑原料在20?320目篩子過篩處理；
[0012]B、將分別稱量好的白云石、氯化鈉、氯化鉀置于150?180°C下干燥5?20min去除結(jié)晶水；
[0013]C、將步驟B干燥后的白云石、氯化鈉、氯化鉀混合攪拌至均勻，即得所述非真空鑄造鋅合金用熔劑。
[0014]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述混合攪拌的時間為5?15min。
[0015]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括將非真空鑄造鋅合金用熔劑裝袋、干燥條件下保存的步驟。
[0016]本發(fā)明還涉及一種非真空鑄造鋅合金用熔劑的使用方法，每千克鋅熔體(包括鋅和/或鋅合金熔體)中所述熔劑的加入量為2?10g。當(dāng)加入量小于2g時，對熔體的精煉效果不佳，鑄造的合金錠存在夾雜和氣孔，當(dāng)加入量大于1g時，會引起熔體噴濺，同時帶走大的熱量，降低生產(chǎn)效率。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)方案中，其主要原理是白云石在高溫下分解，產(chǎn)生CO2氣體，產(chǎn)生氣泡，可以清除熔液中的氫氣，少量與鋅反應(yīng)，生成氧化鋅與碳，可以起到變質(zhì)、造渣作用，且滿足環(huán)保要求。熔劑加入量過多會引起噴濺，同時帶走大的熱量，使熔煉爐電耗增加，降低生產(chǎn)效率，爐渣中含有適當(dāng)?shù)腗gO對降低爐渣熔點有較好的作用。其余氯鹽在精煉過程中能夠?qū)⑷垠w中的氧化物、夾雜帶到熔體表面形成渣，最終達(dá)到精煉變質(zhì)除渣三合一效果，因此熔劑中各組分的合適用量范圍為白云石10?60%、氯化鈉20?45%、氯化鉀20?45%。
[0018]本發(fā)明在鋅合金鑄造過程中使用，具有如下有益效果:
[0019](I)配方中無氟鹽，完全避免了有毒有害產(chǎn)物的產(chǎn)生；
[0020](2)可有效去除鋅合金熔液中雜質(zhì)，大大改善了鋅及鋅合金的機(jī)械性能、耐腐蝕性能和鑄造性能，提高鑄造鋅及鋅合金錠的光潔度，有效去除夾雜和氣孔；
[0021](3)混合鹽覆蓋于鋅熔體表面可以起到阻礙鋅熔體氧化燒損的作用；
[0022](4)本發(fā)明所用原料價格低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，同時消除了有害氣體的產(chǎn)生；
[0023](5)具有制備方便、成本低廉、適合推廣到大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1為實施例1中用本發(fā)明熔劑精煉后的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)的金相照片。
[0026]圖2為對比例I中用本發(fā)明僅采用白云石作為熔劑精煉后的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)的金相照片。
[0027]圖3為對比例2中用本發(fā)明僅采用氯化鉀和氯化鈉作為熔劑精煉后的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)的金相照片。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]實施例1
[0030]本實施例涉及一種非真空鑄造鋅合金用熔劑，其組分的重量百分比為:白云石為30 %，氯化鈉為35 %，氯化鉀為35 %。
[0031]其制備方法包括如下步驟:
[0032]A、將分別經(jīng)200目篩子過篩的白云石、氯化鈉、氯化鉀，按所述質(zhì)量百分比分別稱量;
[0033]B、將稱量好的白云石、氯化鈉、氯化鉀分別放入鼓風(fēng)干燥箱中(170°C，15min)進(jìn)行烘干，去除結(jié)晶水；
[0034]C、將步驟B干燥后的白云石、氯化鈉、氯化鉀分別送入混料攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)混合攪拌時間5min后，觀察已攪拌混合均勾形成產(chǎn)品后，從攪拌機(jī)出口裝入內(nèi)襯為塑料薄膜的編織袋內(nèi)；
[0035]D、對生產(chǎn)的樣品抽樣進(jìn)行成分檢測；
[0036]E、包裝后在干燥環(huán)境下保存。
[0037]在本發(fā)明的使用過程中，按照熔煉總重量0.3%的比例(即每千克Zn-Cu-Ti合金熔體中熔劑的加入量為2g)準(zhǔn)備熔劑，將熔劑放入180°C烘箱中預(yù)熱，預(yù)熱時間約為15min，待鋅全部熔化后攪拌均勻，將溫度保持在450°C，使用鐘罩將熔劑壓入鋅液(Zn-Cu-Ti合金液)中距離坩禍底部約10mm的區(qū)域，攪拌約5分鐘。精煉完成后，扒去液面的大量臟物及浮渣，熔液靜置6分鐘，再次扒去液面上多余的雜質(zhì)，開始澆注。最終制備的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)無變形、縮凹、無可分辨的裂紋，金相分析顯示合金無氣孔和明顯缺陷，圖1為用本發(fā)明熔劑精煉后的鋅合金金相照片，如圖1所示，證明了熔劑達(dá)到精煉效果，合金具有較好的鑄造性能。
[0038]實施例2
[0039]本實施例涉及一種非真空鑄造鋅合金用熔劑，其組分的重量百分比