镁合金熔炼的锆复合饼及其制备方法

摘要

一种金属加工技术领域的镁合金熔炼的锆复合饼及其制备和应用方法，其组分及质量百分比为：覆层盐饼45～70％以及锆盐饼30～55％，其中：覆层盐饼为氯化钠、氯化钾、氯化钡、氟化钙、氟化镁或氟化钠制成；锆盐饼为四氯化锆或四氟化锆制成。本发明方法简单易行，成本低，并且可以有效的细化不含铝镁合金的晶粒。

权利要求

1.一种镁合金熔炼的锆复合饼，其特征在于，其组分及质量百分比为：覆层盐饼45～

70％以及锆盐饼30～55％，其中：覆层盐饼为氯化钠、氯化钾、氯化钡、氟化钙、氟化镁或氟化钠制成；锆盐饼为四氯化锆或四氟化锆制成。

2.一种根据权利要求1所述的镁合金熔炼的锆复合饼的制备方法，其特征在于，通过分别将覆层盐和锆盐熔化浇注成覆层盐饼和锆盐饼，然后将一层锆盐饼置于两层覆层盐饼的中间并挤压制成锆复合饼。

3.根据权利要求2所述的镁合金熔炼的锆复合饼的制备方法，其特征是，所述的覆层盐饼的直径30～50mm，厚度20～50mm。

4.根据权利要求2所述的镁合金熔炼的锆复合饼的制备方法，其特征是，所述的锆盐饼的直径20～40mm，厚度10～50mm。

5.根据权利要求2所述的镁合金熔炼的锆复合饼的制备方法，其特征是，所述的锆复合饼的直径30～50mm，厚度20～70mm。

6.一种实现根据权利要求1所述镁合金熔炼的锆复合饼的镁合金晶粒细化的方法，其特征在于，通过在镁合金熔融过程中将锆复合饼置于镁合金液面之下，待锆复合饼与镁合金反应停止后依次进行精炼和浇注，实现镁合金的晶粒细化。

7.根据权利要求6所述的镁合金熔炼的锆复合饼的镁合金晶粒细化的方法，其特征是，所述的锆复合饼的用量为镁合金液重量的1～8％。

8.根据权利要求6所述的镁合金熔炼的锆复合饼的镁合金晶粒细化的方法，其特征是，所述的熔融过程是指：将镁合金在熔剂保护或气体保护情况下升温至680～750℃并熔化为液态镁合金。

9.根据权利要求6所述的镁合金熔炼的锆复合饼的镁合金晶粒细化的方法，其特征是，所述的依次进行精炼和浇注是指：在740～780℃环境下精炼5～30分钟，精炼后静置

20～60分钟；然后在700～770℃环境下进行浇注。

说明书

镁合金熔炼的锆复合饼及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种金属加工技术领域的优化材料及其制备方法，具体是一种镁合金熔炼的锆复合饼及其制备和实现镁合金熔炼的锆复合饼的镁合金晶粒细化的方法。

背景技术

[0002] 金属镁及镁合金是目前可应用的最轻的金属结构材料，它具有密度低、比强度和比刚度高、比弹性模量高、阻尼减振性能优异、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定和易回收等优点，在航空、航天、汽车、计算机、通信和家电等行业已有多年的应用历史。镁合金按铝元素的含量可以分为两大类：含铝镁合金和不含铝镁合金。这两大类镁合金的细化方式大不相同，含铝镁合金的细化方法有很多种。

[0003] 经过对现有技术检索发现，Grain refining mechanism of a carbon addition method in aMg-Al magnesium alloy(镁铝镁合金中碳加入的晶粒细化机制)(《Scripta Materialia》2003；49：pp1129-1132)中记载了过热法、Elfinal方法(加入FeCl3)、碳变质法、搅拌方法、添加微粒(Al4C3，AlN，SiC，TiC，CaC2)和溶质原子(Sr，B，Ce，Nd，Y，La，C)等。

[0004] 进一步检索发现，E.F.Emley，Principles of magnesium technology(镁工艺原理)(《Pergamon Press》，Oxford，United Kingdom，1966，pp 206-223)中记载了不含铝镁合金的细化则是通过向镁合金中加入锆的方式来实现。

[0005] 锆是不含铝镁合金最有效的晶粒细化剂，锆加入后，同时可以增加合金的可挤压性性能，改进室温与高温的延性与韧性，增高强度，提高合金的腐蚀性能。

发明内容

[0006] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种镁合金熔炼的锆复合饼及其制备方法，该方法简单易行，成本低，并且可以有效的细化不含铝镁合金的晶粒。

[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0008] 本发明涉及一种镁合金熔炼的锆复合饼，其组分及质量百分比为：覆层盐饼45～70％以及锆盐饼30～55％。

[0009] 所述的覆层盐饼为氯化钠、氯化钾、氯化钡、氟化钙、氟化镁或氟化钠制成；

[0010] 所述的锆盐饼为四氯化锆或四氟化锆制成。

[0011] 本发明涉及上述镁合金熔炼的锆复合饼的制备方法，通过分别将覆层盐和锆盐熔化浇注成覆层盐饼和锆盐饼，然后将一层锆盐饼置于两层覆层盐饼的中间并挤压制成锆复合饼。

[0012] 所述的覆层盐饼的直径30～50mm，厚度20～50mm；

[0013] 所述的锆盐饼的直径20～40mm，厚度10～50mm；

[0014] 所述的锆复合饼的直径30～50mm，厚度20～70mm。

[0015] 本发明涉及实现上述实现镁合金熔炼的锆复合饼的镁合金晶粒细化的方法，通过在镁合金熔融过程中将锆复合饼置于镁合金液面之下，待锆复合饼与镁合金反应停止后依次进行精炼和浇注，实现镁合金的晶粒细化。

[0016] 所述的镁合金中不含有铝元素；

[0017] 所述的锆复合饼的用量为镁合金液重量的1～8％；

[0018] 所述的熔融过程是指：将镁合金在熔剂保护或气体保护情况下升温至680～750℃并熔化为液态镁合金；

[0019] 所述的精炼是指：在740～780℃环境下精炼5～30分钟，精炼后静置20～60分钟；

[0020] 所述的浇注是指：在700～770℃环境下进行浇注。

[0021] 本发明简单易行，生产成本低，减少了Mg-Zr中间合金的生产过程，直接在熔炼不含铝镁合金过程中加入锆，以达到晶粒细化的效果。

具体实施方式

[0022] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0023] 实施例1

[0024] 锆复合饼的组分为：覆层盐饼70％，锆盐饼30％。

[0025] 锆复合饼的生产方法为，采用电阻炉将覆层盐(可为氯化钠、氯化钾、氯化钡、氟化钙、氟化镁、氟化钠等盐的一种或几种混合)熔化后，将熔融的盐熔液浇注成直径40mm，厚度30mm的覆层盐饼；采用电阻炉将锆盐(可为四氯化锆、四氟化锆等盐一种或二种混合)熔化后，将熔融的盐熔液浇注成直径30mm，厚度10mm的锆盐饼。将锆盐饼置于两层覆层盐饼的中间，用压机将这三层盐饼压实成直径40mm，厚度35mm的锆复合饼，压制成的锆复合饼即可用来细化不含铝镁合金的晶粒。

[0026] 使用时，采用电阻炉熔化50公斤纯镁锭，熔化过程中采用熔剂保护，纯镁锭熔化后，待其温度达690℃时，用工具将压制成的锆复合饼3公斤压于镁液面之下，压入后，会有剧烈的反应，待反应停止后，对镁液进行搅拌，待镁液温度达到750℃时，进行精炼，精炼时间控制在10分钟之内，精炼后静置30分钟，镁液的浇注温度为720℃。纯镁的晶粒尺寸由未加Zr的2000～3000μm细化至100～200μm。

[0027] 实施例2

[0028] 锆复合饼的组分为：覆层盐饼40％，锆盐饼60％。

[0029] 锆复合饼的生产方法为，采用电阻炉将覆层盐(可为氯化钠、氯化钾、氯化钡、氟化钙、氟化镁、氟化钠等盐的一种或几种混合)熔化后，将熔融的盐熔液浇注成直径30mm，厚度10mm的覆层盐饼；采用电阻炉将锆盐(可为四氯化锆、四氟化锆等盐一种或二种混合)熔化后，将熔融的盐熔液浇注成直径30mm，厚度30mm的锆盐饼。将锆盐饼置于两层覆层盐饼的中间，用压机将这三层盐饼压实成直径30mm，厚度25mm的锆复合饼，压制成的锆复合饼即可用来细化不含铝镁合金的晶粒。

[0030] 使用时，采用电阻炉熔化50公斤Mg-6Zn合金，熔化过程中采用气体保护，Mg-6Zn合金完全熔化后，待其温度达720℃时，用工具将压制成的锆复合饼2.5公斤压于镁合金液