[發明專利]環保型鎂合金熔煉保護氣及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410784889.7
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN104498744A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 張超;戴柏凡;王祎鋮;李月剛;王軍;曾一文;付彭懷;彭立明
• 申請（專利權）人: 太倉中化環?；び邢薰?/a>
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C23/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

技術領域

本發明涉及一種鎂合金熔煉保護氣及其制備方法和應用。

背景技術

鎂合金熔煉保護的實質是減少鎂合金熔煉過程中鎂的氧化燃燒，其方法大致可以分為三種：熔劑保護、氣體保護、合金化阻燃。熔劑保護是鎂合金熔煉過程中最早使用的保護方法。鎂合金熔劑的保護機理主要是利用低熔點的無機化合物，使其在較低溫度下熔化為液態，并在鎂合金液面鋪開，阻止鎂液與空氣接觸，從而起到保護作用。雖然熔劑保護在生產上使用便捷，成本較低，而且保護效果比較明顯，但同時也存在著很多問題，如熔劑在熔化過程中會釋放出C12、HC1等有害氣體；而在熔煉過程中則會逐漸下沉或混合在鎂合金熔體中，從而污染鎂熔體；除此之外，還會出現熔劑保護使鎂合金熔液在熔煉過程中損耗較大等問題。熔體合金化阻燃法就是通過向鎂合金中添加某些合金元素從而提高鎂熔體表面氧化膜致密度的方法來實現阻燃保護的。合金化阻燃保護法雖然有助于提高鎂合金零件的耐蝕性能和耐熱性能：但阻燃合金元素的加入不僅顯著提高鎂合金的生產成本，而且改變了鎂合金的化學成分、相組成及組織形態，往往最終導致鎂合金力學性能下降。氣體保護法是通過保護氣體與鎂合金反應生成的高致密度表面膜法來實現阻燃的。氣體保護法具有保護效果好、不污染鎂熔體、熔煉過程中損耗少等優點，這些是其他方法所不可比擬的。因此，氣體保護法現已成為最流行的鎂合金熔煉阻燃保護方法，廣泛應用于鎂合金的液態成形、重熔精煉及熱處理之中。

在鎂合金氣體保護應用上，過去已經有許多氣體應用，比如使用惰性氣體如氬氣、氮氣，活性氣體如二氧化碳、二氧化硫等，其中二氧化硫由于其價格低廉、容易獲得而在較長的時間內被廣泛使用，然而由于其具有較大的臭味、金屬腐蝕性以及毒性，受到了設備以及環境的限制。作為其替代，現在廣泛使用低毒及無味的六氟化硫(SF6)，它主要具有如下特點：無毒、無味、保護效果好、用量少、不污染，并能有效地降低鎂合金鑄件的腐蝕速率，提高耐蝕性能。雖然SF6具有很多優點，但近年來經過一些研究學者的實驗論證，SF6是一種能強烈產生溫室效應的氣體。SF6由于其吸收長波的能力強，且在大氣中保留的時間長，屬于高度產生溫室效應的氣體。根據聯合國政府部門氣候變化委員會(IPCC)的估算，SF6是一種具有很高GWP全球變暖潛能的氣體，即SF6所產生的溫室效應在地平面上100年內相當于CO2的23900倍。

為了保護環境，人們積極努力尋求SF6的替代品，已經有一些公開的技術方?案。比如CN101302588A公開了一種六氟丙烯與載氣的組合物；CN1352583A公開了一種四氟乙烷和空氣的組合物；CN101321597A公開了一種以HFC-245fa、HFO-1234ze以及HFE-254pc為活性成分的組合物；3M公司公開了使用全氟酮的技術方案。然而，這些技術方案均存在一些缺點和不足，有的所使用的材料雖然不破壞臭氧層但仍然具有溫室效應，有的保護效果相對較差，有的使用成本較高。

另外，現有用于鎂合金保護的氣體混合物通常采用傳統氣體混合裝置來制備。傳統的氣體混合裝置往往由多條氣路并聯而成，在氣體通過減壓閥減壓后，使用轉子流量計對各組分氣體的流量單獨計量，在一個儲罐完成氣體混合過程，有許多甚至沒有專門的混合單元。這種類型的混氣裝置在一些對于混合氣體質量要求不高的場合如焊接保護是適用的，但它存在許多不足，首先使用的流量計量工具為轉子流量計，轉子流量計在出廠時一般在25℃、101325Pa條件下進行標定，標定氣體為氮氣或水，在測量其它氣體時需要根據使用時的壓力、溫度、氣體密度等實際情況利用經驗公式進行校正，結果準確度較低，另外，氣體的實際流量值還受到環境溫度變化、管道壓力波動等諸多因素的影響；其次，傳統混氣裝置在后端用量發生變化時，需要頻繁的操作調節流量計，極為不便；再次，傳統類型的混氣裝置在使用過程中需要較長時間的摸索，才能滿足用戶的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種保護效果好、且環保的環保型鎂合金熔煉保護氣。

本發明同時還提供所述環保型鎂合金熔煉保護氣的制備方法和應用。

為解決以上技術問題，本發明采取的一種技術方案如下：

一種環保型鎂合金熔煉保護氣，包括可抑制鎂及鎂合金在熔煉過程中發生氧化燃燒的抑制氣體和載氣，特別是，所述抑制氣體包含2,2,2-三氟乙硫醇。

優選地，所述抑制氣體在所述保護氣中的體積含量為0.01％～1％。更優選地，抑制氣體在保護氣中的體積含量為0.1％～0.5％。最優選地，抑制氣體在保護氣中的體積含量為0.1％～0.3％。