一種稀土鎂合金的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，涉及合金材料的制備，特別是一種稀土鎂合金的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金作為最輕的工程結(jié)構(gòu)材料，具有比重小、比強(qiáng)度和比剛度高、減振性好和易于回收等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色工程金屬結(jié)構(gòu)材料。但是，鎂合金非常容易發(fā)生氧化，在熔煉過(guò)程中很難控制雜質(zhì)的產(chǎn)生，中間合金的添加順序也影響著合金的質(zhì)量。因此，為新型鎂合金的開(kāi)發(fā)應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)，研發(fā)一種合適的鎂合金制備方法一直是申請(qǐng)人研宄的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種稀土鎂合金的制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種稀土鎂合金的制備方法，其特征在于，該方法采用井式電阻熔煉爐和冷卻控速鑄錠設(shè)備，在0)2+3?6混合氣體的保護(hù)下熔煉，具體方法是，先將爐溫升至740°C?750°C，加入經(jīng)過(guò)預(yù)熱至200°C的純鎂，并通入0)2+3匕混合氣體，待純鎂完全熔化后，依次加入其他合金以及中間合金，待完全熔化后，溫度升至760°C?780°C，關(guān)閉C02+SF6混合氣體，通入Ar氣，并加入精煉劑精煉6?10分鐘，精煉后靜置25?30分鐘，待溫降為720?740 V，在冷卻控速鑄錠設(shè)備中進(jìn)行澆鑄，即可獲得鑄態(tài)的稀土鎂合金。
[0006]原理和優(yōu)勢(shì):
[0007]本發(fā)明采用井式電阻熔煉爐和冷卻控速鑄錠設(shè)備，減少了熔煉過(guò)程的熱量散失，保證了合金的澆鑄質(zhì)量。熔煉過(guò)程是在氣體保護(hù)下進(jìn)行熔煉，減少了合金在熔煉過(guò)程中的氧化，對(duì)溫度控制非常嚴(yán)格，氬氣精煉時(shí)間和攪拌以及靜置的時(shí)間都是經(jīng)過(guò)多種實(shí)驗(yàn)對(duì)比之下得出的最佳時(shí)間。當(dāng)合金中加入Mg-Zr中間合金時(shí)，要將爐溫升至780°C，為了防止Zr的沉淀以及燒損，要采用攪拌棒進(jìn)行劇烈攪拌。
[0008]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，所制備的稀土鎂合金具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的稀土鎂合金制備采用的設(shè)備示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明采用井式電阻熔煉爐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中各個(gè)標(biāo)記分別表示:1_1、底座，1-2、爐體，1-3、爐膛內(nèi)襯，1-4、加熱絲，1_5、蓋體，1-6、軸肩狀平面，1-7、觀察操作孔，1-8或1-9、進(jìn)氣孔，1-10、測(cè)溫孔，1_11、透明蓋子，
1-12、1-13、1-14:蓋子，1-15、提手，1_16、密封圈，1_17、通氣孔。
[0012]圖3本發(fā)明采用的冷卻控速鑄錠設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中標(biāo)號(hào)記表示:2-1、澆鑄口，2-2、速度控制器，2-3、澆鑄管道，2-4、底座，2-5、第一澆鑄模，2-6、第一澆鑄腔，2-7、進(jìn)水口，2-8、水管，2-9、空腔，2-10、出水口，2-11、第二澆鑄腔，2-12、第二澆鑄模，2-13、接口，2-14、第一開(kāi)口，2-15、第一擋板，2-16、第二擋板，2-17、第二開(kāi)口，2-18、濾網(wǎng)。
[0014]圖4是本發(fā)明采用的環(huán)繞式攪拌棒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中標(biāo)號(hào)記表不:3-1、手柄，3-2、提桿，3-3、攬樣圈。
[0016]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的稀土鎂合金制備采用的設(shè)備示意圖，包括CO2氣瓶、SF6氣瓶和Ar氣瓶，上述CO2氣瓶、SF 6氣瓶和Ar氣瓶上安裝有流量計(jì)，CO 2氣瓶和SF 6氣瓶的氣體通過(guò)導(dǎo)氣管經(jīng)過(guò)兩級(jí)混氣瓶進(jìn)入井式電阻熔煉爐中，Ar氣瓶通過(guò)導(dǎo)氣管直接進(jìn)入井式電阻熔煉爐，井式電阻熔煉爐上有熱電偶，熱電偶連接遙控儀。
[0018]參見(jiàn)圖2，井式電阻熔煉爐包括底座1-1、爐體1-2、爐膛內(nèi)襯1-3，加熱絲1-4、蓋體1-5，蓋體1-5上方有提手1-15，蓋體1-5的一端和爐體1-2接觸處為軸肩狀平面1_6，軸肩狀平面1-6上有密封圈1-16，蓋體1-5上設(shè)置觀察操作孔1-7、進(jìn)氣孔(1-8或1_9)和測(cè)溫孔1-10，測(cè)溫孔1-10上有蓋子(1-14)，觀察操作孔1-7上有透明蓋子1-11，進(jìn)氣孔(1_8或
1-9)上也設(shè)有蓋子(1-12、1-13)，爐體1-2底部有通氣孔1_17。
[0019]參見(jiàn)圖3，冷卻控速鑄錠設(shè)備包括第一澆鑄模2-5和第二澆鑄模2-12，第一澆鑄模
2-5和第二澆鑄模2-12中間有澆鑄管道2-3，澆鑄管道2-3底部有底座2_4，澆鑄管道2_3上有接口 2-13 ;澆鑄管道2-3上方有澆鑄口 2-1、濾網(wǎng)2-18和速度控制器2_2 ；
[0020]第一澆鑄模2-5和第二澆鑄模2-12內(nèi)部分別有第一澆鑄腔2_6和第二澆鑄腔2-11，第一澆鑄腔2-6和第二澆鑄腔2-11上有第一開(kāi)口 2-14和第二開(kāi)口 2_18，第一開(kāi)口
2-14和第二開(kāi)口 2-18 —側(cè)通過(guò)第一擋板2-15和第二擋板2_16與底座2_4下部的空腔2_9相通，空腔2-9下方有和水泵連接的水管2-8，水管2-8上有進(jìn)水口 2-7和出水口 2_10。
[0021]參見(jiàn)圖4，合金在熔煉過(guò)程中采用攪拌棒進(jìn)行攪拌，攪拌棒的結(jié)構(gòu)由手柄3-1、提桿3-2和攪拌圈3-3組成，可以達(dá)到提拉攪拌和環(huán)繞式攪拌兩種方式，使得熔冶更加均勻，防止密度大的元素沉積在坩禍底部，使得組織更加均勻。
[0022]下面對(duì)給出詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程。
[0023]實(shí)施例1:耐熱稀土鎂合金的制備:
[0024]實(shí)驗(yàn)原料:純鎂錠:純度彡99.95%中，純鋅錠:純度彡99.99%，中間合金為Mg-30% Y、Mg-30% Sm、Mg-30% Zr，雜質(zhì)含量彡 0.1wt %。
[0025]稀土合金成分(重量百分比):稀土元素Y:2.8%、稀土元素Sm:2.8%、Zn:1.8%、Zr:0.6%，其余為Mg，稀土合金成分的重量百分比之和為100%。
[0026]本實(shí)施例的稀土鎂合金的熔煉工藝為:
[0027]按照上述成分配制稀土鎂合金，稀土鎂合金在熔煉前進(jìn)行預(yù)熱處理，將純鎂錠、純鋅錠、中間合金Mg-30% Y, Mg-30% Sm, Mg-30% Zr在保溫箱內(nèi)預(yù)熱到180°C，保溫30min。
[0028]熔煉采用上述井式電阻熔煉爐，待爐溫升至740°C?750°C，通入0)2和合保護(hù)氣氛，通入0)2和SF 6的混合保護(hù)氣氛將爐膛內(nèi)空氣充分排出，混合氣體的氣體流量參數(shù)(表壓0.2Mpa)為:SF6:1.2L/h，C02:130L/h。將純鎂錠置入爐膛內(nèi)的坩禍中，待純鎂錠熔化后加入純鋅錠，并由攪拌棒進(jìn)行劇烈提拉攪拌，待純鋅錠熔化后，再依次加入中間合金Mg-Sm和Mg-Y，對(duì)熔液液面浮渣進(jìn)行清除，將爐溫調(diào)至780°C，溫度穩(wěn)定后加入Mg-Zr中間合金，然后將爐溫降750 °C，關(guān)閉C02+SF6混合氣體，通入Ar氣，加入常規(guī)的精煉劑進(jìn)行精煉，精煉過(guò)程中，攪拌棒提拉并環(huán)繞攪拌6min后扒渣