[發明專利]一種電解鍶化合物制備含鍶鎂合金的方法

無效

• 申請號: 200710078629.8
• 申請日: 2007-06-15
• 公開（公告）號: CN101086077A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 謝衛東;劉年春;彭曉東
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C25C3/36
• 分類號: C25C3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鎂合金材料制備技術領域，具體涉及一種電解鍶化合物制備含鍶鎂合金的方法。

背景技術

鎂合金作為目前最輕的工程金屬材料，在汽車、電子、航空等領域應用廣泛，是替代鋁合金、鋼鐵和工程塑料的重要選材。Mg-Sr系列鎂合金具有優良的高溫蠕變抗性和熱裂抗性，是一種重要的耐熱鎂合金，在內燃機零部件制造等方面有十分重要和廣闊的應用。

現有的Mg-Sr合金制備技術為對摻熔煉法。該方法需分別制備金屬Mg、金屬Sr或Sr中間合金，工序多、流程長，重熔次數多，不但能源消耗大、元素燒損大、生產效率低，而且，中間合金的不良組織遺傳將導致鎂合金性能低下，因此，技術經濟性較差。

現有研究表明，堿金屬、堿土金屬、稀土等均可通過電解還原制取；采用電解還原制備Al-Ti、Al-Sr、Al-Ti-B、Al-Li、Al-RE、Mg-Y、Mg-Mn等重熔用合金錠。電解還原技術在提高合金性能、降低資源、能源耗費等方面顯現出了獨特優越性。

發明內容

本發明目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種電解鍶化合物制備含鍶鎂合金的方法。該方法流程短，能源消耗低，元素燒損小。

本發明的主要內容包括：

一種電解鍶化合物制備含鍶鎂合金的方法，其特征是該方法按照以下順序步驟進行：

(1)在電解槽中熔化鎂或金屬鎂及其合金元素，獲得液態鎂；

(2)配制電解質，原材料包括鍶化合物和鹵化物，其中，鍶化合物中鍶元素的質量為液態鎂質量的0.045-45％，鹵化物重量為鍶化合物重量的(0.25-22)倍，將所有原材料充分脫水并混合均勻；

(3)將配制好的電解質加入液態鎂的頂部或底部，加熱熔化成為電解質熔鹽；

(4)將液態鎂和電解質熔鹽的溫度調整為680-960℃，將直流電解電源的陰極導入液態鎂，陽極導入電解質熔鹽，將電解電壓調整為3.5-6.5V，通電電解，得到液態含鍶鎂合金；

(5)冷凝液態含鍶鎂合金，得到固態含鍶鎂合金。

其中：所述的鍶化合物是SrCl₂、SrCO₃、SrF₂、SrO中的一種或幾種的混合物；所述的鹵化物是LiCl、CaCl₂、BaCl₂、LiF、MgF₂、CaF₂中的一種或幾種的混合物；所述的金屬鎂及其合金元素中的合金元素為Al、Mn、Zn、RE、Zr中的一種或幾種。

本發明采用的電解裝置為常規熔鹽電解裝置。用本方法制備的含鍶鎂合金中鍶的質量百分比為：0.01％-25％。

該方法的有益效果體現在：通過電解，實現鍶化合物的還原，持續獲得新生態的Sr并將其輸入Mg熔體，直接獲得含鍶鎂合金。無需使用高純金屬鍶和已制備的鎂合金，相對于現有對摻熔煉法，工藝流程大幅度縮短，資源及能源利用率可提高10％以上；且減少燒損，產品性能及其穩定性提高，是一種技術經濟性優良的短流程制備Mg-Sr合金的新方法。同時，利用本發明提出的技術方案，通過調整電解質配方及電解工藝參數，向液態金屬中添加其他有益合金元素。

具體實施方式

以下結合實施例，進一步說明本發明的實施方式。

實施例1

工藝過程：

(1)取金屬鎂1.88Kg，加入電解槽，加熱熔化，加入金屬Zn?0.11Kg，金屬Zr?0.012Kg，熔化并將溫度調整為680℃，得到液態鎂；

(2)取充分脫水后的SrCl₂?0.55Kg、CaCl₂?0.30Kg和LiCl?0.30Kg，混合均勻，得到電解用電解質；

(3)將配制好的電解質加入液態鎂的頂部，加熱熔化成為電解質熔鹽；

(4)將直流電解電源的陰極導入液態鎂，陽極導入電解質熔鹽，通電電解，電解溫度為680℃，電壓為4.5V，通電電解，得到液態含鍶鎂合金；

(5)冷凝液態含鍶鎂合金，得到固態含鍶鎂合金。

實施效果：獲得Mg-10％Sr-5.5％Zn-4％Ca-2％Li-0.6％Zr鎂合金2.32Kg，其Sr含量為10.0％。

實施例2

工藝過程：

(1)取金屬鎂2.0Kg，加入電解槽，加熱熔化并將溫度調整為850℃，得到液態鎂；