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  • 镁熔炼中如何去除熔液中的气体

  • 发布时间:2011/9/17 14:50:49 来源:互联网文字【
  •    溶入镁熔液中的气体主要是氢气.镁合金中的氢主要来源于熔剂中的水分,金属表面吸附的潮气以及金属腐蚀带入的水分.氢在镁熔液中的溶解度比在铝熔液中大2个数量级,凝固时的析出倾向也不如铝那么严重(镁熔液中氢的溶解度为固态的1.5倍),用快冷的方法可以使氢过饱和固溶于镁中,因而除气问题往往不大引起重视.但镁合金中的含气量与铸件中的缩松程度密切相关.这是由于镁合金结晶间隔大,尤其在不平衡状态下,结晶间隔更大,因此在凝固过程中如果没有建立顺序凝固的温度梯度,熔液几乎同时凝固,形成分散细小的孔洞,不易得到外部金属的补充,引起局部真空,在真空的抽吸作用下,气体很容易在该处析出,而析出的气体又进一步阻碍熔液对孔洞的补缩,最终缩松更加严重.试验表明,在生产条件下,当100g镁含氢量超过14.5cm3时,镁合金中就会出现缩松.

      传统除气工艺方法类似于铝熔炼所采用的通氯气方法.氯经石墨管引入镁熔液中,处理温度为725~750℃,时间5~15min.温度高于750℃生成液态的 MgCl2有利于氯化物及其他悬浮夹杂的清除.如温度过高,形成的MgCl2过多,产生熔剂夹杂的可能性增加.氯气除气会消除镁-铝合金加"碳"的变质效果,因此用氯气除气应安排在"碳"变质工艺之前进行.生产中常常用C2Cl6 和六氯代苯等有机氯化物对镁熔液进行除气,这些氯化物以片状压入熔液中,与氯气除气相比具有使用方便,不需专用通气装置等优点,但C2Cl6的除气效果不如氯气好.

      现在生产中多采用边加精炼剂边通入氮气或氩气的方法精炼,既可以有效地去除熔液中的非金属夹杂物,同时又除气.不但精炼效果好,而且可以缩短作业时间.

      工业中常用的除气方法有以下几种.

      (1)通入惰性气体(如Ar,Ne)法:一般在750~760℃下往熔体中通入占熔体质量0.5%的Ar,可以将熔体中的氢含量由150~190cm3·Kg-1降至100 cm3·Kg-1.通气速度应适当,以避免熔体飞溅,通气时间为30min,通气时间过长将导致晶粒粗化.

      (2)通入活性气体(Cl2)法:一般在740~760℃下往熔体中通入Cl2.熔体温度低于740℃时,反应生成的MgCl2将悬浮于合金液面,使表面无法生成致密的覆盖层,不能阻止镁的燃烧.熔体温度高于760℃时,则熔体与氯气的反应加剧,生成大量的MgCl2,形成夹杂.氯气通入量应合适,一般控制在使熔体的含氯量低于3vol.%,以2.5~3L·min-1为佳.含碳的物质如CCl4,C2Cl6和SiC等对Mg-Al系合金具有明显的晶粒细化作用.如果采用占熔体质量(1~1.5)% Cl2+0.25% CCl4的混合气体在690~710℃下除气,则可以达到除气和细化的双重效果,而且除气效果更佳,但是容易造成污染.

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