[發明專利]鎂合金鑄錠澆鑄的保溫補縮方法

有效

• 申請號: 201110169322.5
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102228961A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 蔣斌;潘復生;楊青山;李瑞紅;肖璐
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B22D7/00
• 分類號: B22D7/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，特別涉及到一種鎂合金鑄錠澆鑄的保溫補縮方法。

背景技術

鎂合金具有質輕、比強度高、減振性能和電磁屏蔽性能優良等特點，已在國防軍工、交通工具、3C產品等領域得到越來越廣泛的應用。鎂合金鑄錠的加工工藝流程為熔煉、澆鑄，凝固后的鎂合金鑄錠可通過后續的擠壓和軋制來生產各種規格的鎂合金制品。因此，鎂合金鑄錠的質量將影響后續產品的性能，同時，鎂合金鑄錠的收得率也將對成本產生較大的影響。

大量的實踐和理論表明，鎂合金從液相到固相的凝固收縮率為4%左右，從高溫固態冷卻到室溫的體積收縮率約為5%。因此，鎂合金在凝固和冷卻過程中的收縮較大，導致鎂合金鑄錠很容易由于補縮不及時而形成較為嚴重的縮孔和疏松缺陷。現有技術雖然采用了在鋼鐵鑄造中廣泛使用的澆帽口可在一定程度上抑制縮孔和疏松，但是，鎂合金的密度小、熱容量小，導致鎂合金在凝固過程中散熱很快，且鎂合金化學性質活潑，在澆鑄過程中易氧化燃燒，使普通澆帽口的作用不是非常突出。

因此，需探索一種鎂合金鑄錠澆鑄的保溫補縮方法，來替代現有技術中使用澆帽口補縮的方法，防止澆鑄后的凝固和冷卻過程中鎂合金熔體氧化燃燒，并使鎂合金凝固過程保溫效果更好，補縮效果更好，避免出現縮孔和疏松，以提高鎂合金鑄錠的品質。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種鎂合金鑄錠澆鑄的保溫補縮方法，該方法利用煤油易燃且不與鎂合金中成分發生化學反應的特性，同時利用碳粒低導熱率以及疏松的特性，對澆鑄完成后凝固過程中的鎂合金鑄錠進行保溫補縮，達到使鑄錠避免出現縮孔和疏松，提高鑄錠品質的目的。

本發明的鎂合金鑄錠澆鑄的保溫補縮方法，包括以下步驟：

a）使用煤油潤濕碳粒獲得浸油碳粒；

b）向模具中澆鑄鎂合金熔體，澆鑄完成后立即向熔體表面持續均勻地撒入步驟a中制得的浸油碳粒，浸油碳粒在熔體表面燃燒的火焰高度控制在1-5cm之間，浸油碳粒在熔體表面燃燒的時間控制在5-10分鐘。

進一步，所述碳粒選用碳化稻殼。

發明的有益效果：本發明的鎂合金鑄錠澆鑄的保溫補縮方法，具有以下幾個優點：

1）煤油的燃點較低，在高溫熔體表面燃燒，使熔體表面附近的空氣被消耗掉，從而在澆鑄模具內鎂合金熔體表面與空氣之間形成隔離層，可有效防止鎂合金熔體的氧化和燃燒；其燃燒產生的熱量還可起到保溫的作用。同時，煤油不會與Mg及鎂合金中的Al、Zn等常用元素發生化學反應，不會造成鎂及合金元素的燒損。

2）碳粒密度遠小于鎂合金熔體，且導熱率低，孔隙率較高。因此加入后將浮在鎂合金熔體表面，起到良好的保溫作用，有效防止鎂合金熔體的散熱和降溫，從而使澆鑄模具內的鎂合金熔體表面附近始終處于液態，對澆鑄模具下端已經凝固的鎂合金形成有效的補縮作用。同時，碳粒不會與鎂合金熔體反應，不會惡化鎂合金熔體的質量。

3）煤油和碳粒最后燃燒完全后的產物為二氧化碳，基本不產生殘渣，且二氧化碳對鎂合金還具有一定的精煉作用。

4）所選用的碳化稻殼材料成本低廉，易于獲取，且碳化稻殼自身特定的形狀使其孔隙率高，使用效果更好。

具體實施方式

以下將對本發明作詳細介紹：

實施例1：

熔煉AZ31合金，具體成分為（質量百分比）：Mg：95.70％；Al：2.90％；Zn：1.10％；Mn、Fe、Si、Ni、Cu、Na小于0.30％。熔煉在普通坩堝電阻爐或感應爐內進行。將AZ31合金澆鑄到經200℃下預熱20分鐘的低碳鋼模具內，澆鑄結束后，立即均勻撒入浸有煤油的碳化稻殼，保持澆鑄模具內的煤油和碳化稻殼燃燒火焰高度為1cm，持續撒入碳化稻殼以控制燃燒時間持續5分鐘，合金完全凝固。當然，燃點低于熔體溫度并且不與鎂及其合金成分發生化學反應的其他可燃液體，均可以代替煤油對碳化稻殼進行潤濕。

凝固和冷卻過程平穩順利，檢驗AZ31鑄錠的縮孔和疏松缺陷，合格率為98%。

實施例2：

熔煉AZ61合金，具體成分為（質量百分比）：Mg：92.70％；Al：5.90％；Zn：1.10％；Mn、Fe、Si、Ni、Cu、Na小于0.30％。熔煉在普通坩堝電阻爐或感應爐內進行。將AZ61合金澆鑄到經200℃下預熱20分鐘的低碳鋼模具內，澆鑄結束后，立即均勻撒入浸有煤油的浸油碳粒，保持澆鑄模具內的煤油和碳粒燃燒火焰高度為3cm，持續撒入浸油碳粒以控制燃燒時間持續7分鐘，合金完全凝固。

凝固和冷卻過程平穩順利，檢驗AZ61鑄錠的縮孔和疏松缺陷，合格率為99%。