[發明專利]一種鎂合金熔體處理方法

有效

• 申請號: 201811117279.6
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN108856681B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 張志強;段文超;尹思奇;胡坤;崔建忠
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D27/02
• 分類號: B22D27/02;C22F3/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于金屬材料及冶金技術領域，具體涉及一種鎂合金熔體處理方法。將配置好的鎂合金材料放置在熔煉爐中熔化，之后進行精煉，精煉結束后使熔體進行靜置；熔體處理之前，設置含電磁線圈組的電磁發生系統的脈沖電流、脈沖頻率、脈沖形式和不同線圈所通電流相位差參數；將模具系統放置在具有冷卻功能的電磁發生系統中，再將靜置后的熔體轉移至具有冷卻控制裝置的模具系統中，采用電磁線圈組對合金熔體進行處理；熔體處理結束后，先關閉電磁發生系統，待冷卻控制裝置使熔體凝固冷卻后，關閉模具系統的冷卻控制裝置，取出鑄錠。該方法簡單、操作容易、易于控制、無污染、處理效率高、處理效果好，可全過程處理，易移植工業化生產應用。

技術領域

本發明屬于金屬材料及冶金技術領域，具體涉及一種鎂合金熔體處理方法。

背景技術

作為最輕的金屬結構材料鎂合金，除了具有密度小之外，比強度和比剛度高，良好的減震性能、散熱性能、阻尼性能、電磁屏蔽能力和充型流動性以及易于回收再利用等一系列優點，而在汽車、通訊設備和電子行業中具有廣泛的應用前景。但由于鎂合金結晶溫度范圍寬、熱導率較低、體收縮較大，晶粒粗化傾向嚴重。而晶粒粗大易導致合金在凝固過程中產生縮松、熱裂等鑄造缺陷，易導致合金凝固過程中元素微觀偏析和宏觀偏析，也易導致合金在后續變形過程中塑性變形能力大大降低。上述問題的存在大大影響合金產品的綜合性能、材料的塑性變形能力、產品性能一致性以及熱處理的效率等等。而為解決上述問題，晶粒細化是一個重要的手段，已受到人們的廣泛關注和高度重視。

目前，國內外對于鎂合金的晶粒細化技術進行大量的研究，主要有熔體過熱法、澆注前或鑄造過程中通過改變鑄造工藝參數(如：冷卻速率)、添加合金元素、對合金熔體進行機械攪拌等等。其中，熔體過熱法雖然能起到一定的細化作用，但該方法增大鎂熔體的氧化燒損和吸氣量，并增加能量和坩堝的消耗。因此，該方法生產上已很少采用，澆注前或鑄造過程中通過改變鑄造工藝參數，雖然在凝固過程中起到一定的細化效果，但僅僅對產品的局部區域起到細化作用，難以實現全體積均勻細化。添加合金元素細化法對鎂合金凝固組織細化顯著，目前添加合金主要是稀土元素，但成本比較高，同時將會引入新的合金元素，影響合金成分。對合金熔體進行機械攪拌，包括接觸式和非接觸式：接觸的攪拌易污染熔體，另外攪拌只有在液態時進行，不能再凝固過程中使用，這樣細化效果大大降低；非接觸式的攪拌(如：磁場攪拌)是目前熔體處理的主要方式，但目前由于磁場集膚效應作用范圍小、攪拌強度低、磁能利用率低等問題，并未達到較好的處理效果。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種鎂合金熔體處理方法，該方法簡單、操作容易、易于控制、無污染、處理效率高、處理效果好，可全過程處理，易移植工業化生產應用。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種鎂合金熔體處理方法，該處理方法包括以下步驟：

(1)將配置好的鎂合金材料放置在熔煉爐中熔化，之后進行精煉，精煉結束后使熔體進行靜置；

(2)熔體處理之前，設置含電磁線圈組的電磁發生系統的脈沖電流、脈沖頻率、脈沖形式和不同線圈所通電流相位差參數；

(3)將模具系統放置在具有冷卻功能的電磁發生系統中，再將靜置后的熔體轉移至具有冷卻控制裝置的模具系統中，采用電磁線圈組對合金熔體進行處理；

(4)熔體處理結束后，先關閉電磁發生系統，待冷卻控制裝置使熔體凝固冷卻后，關閉模具系統的冷卻控制裝置，取出鑄錠。

所述的鎂合金熔體處理方法，步驟(1)中，合金熔化后進行精煉的時間為10s～50min，靜置溫度為鎂合金液相線以上60～110℃。

所述的鎂合金熔體處理方法，步驟(3)中，電磁線圈組通不同波形、不同頻率、不同電流、不同相位差相的脈沖磁場，電流范圍10～300A，頻率范圍5～80Hz，占空比范圍20％～80％，脈沖形式為矩形波、方波、尖形波、階梯波或正弦波，相位差范圍10～160°。