[發明專利]一種適合鎂及鎂合金熔煉與鑄造的方法

在審

• 申請號: 201910792024.8
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110373559A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 付彭懷;彭立明;王科;王迎新;丁文江
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海輕合金精密成型國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C23/00;B22D47/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種適合鎂及鎂合金熔煉與鑄造的方法，包括將鎂及鎂合金置于密閉環境中進行熔煉與鑄造，所述密閉環境中填充有與鎂及鎂合金熔體不產生化學反應的惰性氣體，或者填充有與鎂及鎂合金熔體產生化學反應但反應速率較低的氣體。與目前鎂及鎂合金熔煉保護方法相比，將鎂合金放置在低氧的環境箱中熔煉與鑄造，可以更好的實現鎂合金熔體保護，有效的減少鎂及鎂合金在熔煉過程中產生的氧化夾雜、熔劑夾渣、有害氣體等，有效的減少鎂及鎂合金鑄造過程中的氧化夾雜，提高鑄件的內部質量和批量穩定性。

技術領域

本發明屬于鎂合金冶金技術領域，具體地，涉及一種適合鎂及鎂合金熔煉與鑄造的方法。

背景技術

鎂合金具有比重輕、比強度和比剛度高的特性，在節能減排方面具有重要作用。隨著人們對能源和環境的日益關注，作為輕量化材料，鎂合金的應用正受到前所未有的重視。然而，鎂及鎂合金與氧氣的親和力高、生成的氧化鎂結構疏松，高溫下鎂熔體會發生嚴重的氧化、燃燒。因此，鎂合金熔煉與鑄造時都需要進行熔劑或者氣體保護。雖然目前在熔煉過程中，能夠對鎂合金熔體進行有效的保護，但在鑄造過程中則很難全面的對鎂合金熔體進行保護。一旦鎂合金熔體被氧化，就會形成氧化夾雜，氧化夾雜的存在將嚴重降低鎂合金鑄件的力學和耐腐蝕性能，導致鑄件失效。因此，如何有效的防止鎂及鎂合金熔體在熔煉和鑄造過程的氧化是鎂合金鑄件推廣應用的基礎，必須有效的解決。

為了解決鎂合金熔體阻燃保護問題，研究人員先后開發了熔劑保護法、氣體保護法、合金化阻燃法、真空熔煉法等，然而這些保護方法都存在各自的缺點，無法大規模推廣應用。熔劑保護法的特點是工藝和設備檢點、成本低，對鎂合金有精煉作用，但是熔劑在使用過程中產生有害氣體、熔劑易混入鎂合金中形成熔劑夾雜，降低鎂合金的力學性能和耐腐蝕性能等。熔劑保護法只能在鎂合金熔煉階段實施，在鑄造過程中無法進行。氣體保護法是目前規模生產中廣泛應用的保護方法，其中最常見的保護氣體是SF₆，然而SF₆氣體屬于溫室效應氣體，其全球變暖潛能(GWP)是CO₂的23900倍，是《聯合國氣候框架公約》和《京都議定書》重點限制和取締的對象。氣體保護法在鎂合金熔煉與熔體處理時比較有效，但在鑄造過程中保護鎂合金熔體作用有限，目前尚沒有一個有效的方法，能夠快速高效的將保護氣體在熔體充型之前填充到鑄造型腔中去。合金元素在提高鎂合金燃點的同時，也改變了鎂合金的成分和顯微組織，降低了合金的力學性能。真空熔煉法，真空熔煉鎂合金裝置復雜且鎂合金熔煉量較小，不適合工業規模生產。因此，目前迫切需要尋找一種保護效果較好、不存在明顯負面影響的鎂合金熔體保護技術，能夠在鎂合金熔煉和鑄造兩個階段都能夠很好的保護鎂合金熔體。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適合鎂及鎂合金熔煉與鑄造的方法。以減少鎂及鎂合金在熔煉與鑄造過程中產生的氧化夾雜、熔劑夾渣、有害氣體等，達到提升鎂合金熔體的純凈度和鎂合金鑄件的力學性能等目的。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供一種適合鎂及鎂合金熔煉與鑄造的方法，包括將鎂及鎂合金置于密閉環境中進行熔煉與鑄造，所述密閉環境中填充有與鎂及鎂合金熔體不產生化學反應的惰性氣體，或者填充有與鎂及鎂合金熔體產生化學反應但反應速率較低的氣體。

優選地，所述惰性氣體包括氬氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣中的至少一種。

優選地，所述與鎂及鎂合金熔體產生化學反應但反應速率較低的氣體包括氮氣、二氧化碳中的至少一種。

優選地，所述密閉環境中還填充有少量氧氣，所述氧氣的含量小于5％。

本發明提供一種適合鎂及鎂合金熔煉與鑄造的方法，具體而言，將鎂及鎂合金放置在一個充滿工作氣體的密閉箱體中進行熔化、熔體處理、鑄造成型等工序，從而減少鎂及鎂合金在熔煉、鑄造成型過程中的氧化。