[發明專利]一種氣氛保護型高純鎂合金熔煉爐及其熔煉工藝

在審

• 申請號: 202010717863.6
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111912223A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 周森安;李縣輝;安俊超;鄭傳濤
• 申請（專利權）人: 西格馬（河南）高溫科技集團有限公司
• 主分類號: F27B14/04
• 分類號: F27B14/04;F27B14/08;F27B14/14;F27B14/20;F27D27/00;C22C1/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

一種氣氛保護型高純鎂合金熔煉爐，包括控制機構、支撐架體和立式雙層殼體，立式雙層殼體的頂部中心處開設有一個檢修口，該檢修口處設置有用于對立式雙層殼體內的合金物料進行攪拌的內部多環攪拌組件，且檢修口的頂端封堵有擋熱閥，內部多環攪拌組件由驅動電機和多環攪拌器組成，驅動電機設置在擋熱閥上，并與控制機構連接，多環攪拌器設置在內殼體的內部，該多環攪拌器包括至少兩個上下平行設置的水平環組和一根攪拌軸。本發明通過對現有熔煉爐結構和熔煉工藝的改進，在相對較低的加熱溫度和氣氛保護條件下，實現對鎂合金節能、高效、連續、高自動化程度和安全可靠性的熔煉生產，以制備出性能較好，純度較高的鎂合金。

技術領域

本發明涉及工業鎂合金熔煉設備技術領域，具體的說是一種氣氛保護型高純鎂合金熔煉爐及其熔煉工藝。

背景技術

鎂合金是以鎂為原料的高性能輕型結構材料，比重與塑料相近，剛度、強度不亞于鋁，具有較強的抗震、防電磁、導熱、導電等優異性能，并且可以全回收無污染。鎂合金質量輕，其密度只有1.7 kg/m3，是鋁的2/3，鋼的1/4，強度高于鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負荷，具有良好的鑄造性和尺寸穩定性，容易加工，廢品率低，具有良好的阻尼系數，減振量大于鋁合金和鑄鐵，非常適合用于汽車的生產中，同時在航空航天、便攜電腦、手機、電器、運動器材等領域有著廣泛的應用空間。

普通鎂合金的主要缺點是耐腐蝕性差，某些環境中易在較短時間內因腐蝕使鎂合金的功能失效，其中的雜質有害元素主要有Fe、Ni、Cu、Be、Si、Sr、Sb、Sn等，這些微量元素的存在直接影響鎂合金的性能和使用壽命。

金屬鎂是鎂合金的基體，國標金屬鎂中的鎂含量為99.92-99.98%，但國標測量方法是僅測量部分雜質的含量，主要這些用于測量的部分雜質的元素含量在0.0001-0.02%之間，再用合金的總量減去幾種測量雜質含量，默認為剩余的就是鎂含量。實際上，由于金屬鎂中具有較多有害雜質，標準工業鎂的實際鎂含量是小于99.9%的。而含有有害雜質的鎂合金在各項性能上均明顯差于高純鎂金屬制備的鎂合金，即：在鎂合金的制備過程中，如何先制備出純度較高的高純金屬鎂，再定量進行其他合金元素的添加，將直接影響成品鎂合金的質量和性能。因此，如何制備出高純度的鎂晶體，再將其熔化后進行鎂合金的熔煉對于成品鎂合金的性能來說尤為重要。

目前，現有技術中用于熔煉鎂合金的容器主要有低碳鋼坩堝和不銹鋼容器，這些設備在進行高純鎂合金的熔煉時通常存在以下幾點顯著缺陷：1、由于現有的熔煉設備只在設備外部進行加熱，導熱效率低，熱量損失大，而低碳鋼坩堝和不銹鋼容器在合金熔煉高溫下存在自身抗腐蝕性差的，容器內易產生雜質污染鎂合金問題；2、鎂合金的熔煉過程通常在在空氣中進行的，而高溫下，金屬鎂、金屬鐵、金屬鋁等常用金屬均存在化學性質活潑的問題，很容易被空氣氧化。在熔煉時，為了防止金屬原料的氧化，通常需要在爐體上部加入覆蓋劑，但隔氧性覆蓋劑的加入會對爐體內的鎂合金帶來二次污染，影響其成品純度；3、現有的熔煉備熔煉效率較低，且不能自動化連續生產，造成鎂合金的成品制備工藝周期較長，且設備通常體積較大，安全性也無法保證。

發明內容

本發明的技術目的為：通過對現有熔煉爐結構和熔煉工藝的改進，在相對較低的加熱溫度和氣氛保護條件下，實現對鎂合金節能、高效、連續、高自動化程度和安全可靠性的熔煉生產，以制備出性能較好，純度較高的鎂合金。