[發(fā)明專利]一種連續(xù)真空熔煉制備高純鎂合金的生產(chǎn)線設(shè)備和工藝

有效

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• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111850329B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周森安;安俊超;李豪;鄭傳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西格馬（河南）高溫科技集團有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B26/22;C22B9/02;C22B9/04;C22B9/05
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

一種連續(xù)真空熔煉制備高純鎂合金的生產(chǎn)線設(shè)備，包括抽真空組件以及分別與抽真空組件連接的控制機構(gòu)、加熱揮發(fā)爐、鎂蒸氣過濾裝置、冷卻結(jié)晶器、真空接收器、晶體熔化爐、合金熔煉爐和合金成型裝置，抽真空組件能夠在控制機構(gòu)的控制下，對加熱揮發(fā)爐、鎂蒸氣過濾裝置、冷卻結(jié)晶器、真空接收器、晶體熔化爐、合金熔煉爐和合金成型裝置的內(nèi)部進行抽真空處理；本發(fā)明通過對鎂合金生產(chǎn)線設(shè)備中冷卻結(jié)晶器、真空接收器、晶體熔化爐和合金熔煉爐結(jié)構(gòu)的改進，使其能夠在全程真空和惰性氣體保護的條件下，快速、高效、安全、自動化的完成超高純度鎂合金的生產(chǎn)，以制備出高品質(zhì)和質(zhì)量的高純鎂合金。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)鎂合金制備裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種連續(xù)真空熔煉制備高純鎂合金的生產(chǎn)線設(shè)備和工藝。

背景技術(shù)

鎂合金是以鎂為原料的高性能輕型結(jié)構(gòu)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(yōu)異性能，并且可以全回收無污染。鎂合金質(zhì)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(wěn)定性，容易加工，廢品率低，具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，非常適合用于汽車的生產(chǎn)中，同時在航空航天、便攜電腦、手機、電器、運動器材等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用空間。

普通鎂合金的主要缺點是耐腐蝕性差，某些環(huán)境中易在較短時間內(nèi)因腐蝕使鎂合金的功能失效，其中的雜質(zhì)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(zhì)的含量，主要這些用于測量的部分雜質(zhì)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(zhì)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(zhì)，標準工業(yè)鎂的實際鎂含量是小于99.9%的。而含有有害雜質(zhì)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(zhì)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。

現(xiàn)有技術(shù)在生產(chǎn)鎂合金的過程中，主要存在以下幾點顯著缺陷：1、用于熔煉金屬鎂或鎂合金的容器主要有低碳鋼坩堝和不銹鋼容器，無論低碳鋼坩堝，還是不銹鋼容器在高溫下自身抗腐蝕性差，容器內(nèi)易產(chǎn)生雜質(zhì)污染鎂和鎂合金；2、大多數(shù)情況下，金屬鎂的加熱揮發(fā)和鎂合金熔煉等過程均是在在空氣中進行的，在高溫下金屬鎂、金屬鐵、金屬鋁等常用金屬均存在化學性質(zhì)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(nèi)的鎂合金帶來二次污染，影響其成品純度和品質(zhì)；3、現(xiàn)有的熔煉設(shè)備熔煉效率較低，且不能自動化連續(xù)生產(chǎn)，造成鎂合金的成品制備工藝周期較長，且設(shè)備通常體積較大，安全性也無法保證。4、部分在真空條件下制造的鎂合金，制造的工藝是間歇式操作，無法連續(xù)自動化生產(chǎn)，且工藝復雜，過程中混入雜質(zhì)較多，且設(shè)備耗能較高，產(chǎn)量低。5、傳統(tǒng)的鎂合金制造工藝不能有效的解決二次污染問題，造成我國的高純鎂金產(chǎn)業(yè)遠遠落后于發(fā)達國家，據(jù)有關(guān)報道，國內(nèi)75%的高檔鎂合金仍然依賴進口。

因此，如何對現(xiàn)有技術(shù)中的鎂合金的生產(chǎn)線設(shè)備和工藝進行合理改進，使其能過高效、快速、穩(wěn)定、安全的制備出高純度的鎂合金

實為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)目的為：通過對鎂合金生產(chǎn)線設(shè)備中冷卻結(jié)晶器、真空接收器、晶體熔化爐和合金熔煉爐結(jié)構(gòu)的改進，使其能夠在全程真空和惰性氣體保護的條件下，快速、高效、安全、自動化的完成超高純度鎂合金的生產(chǎn)，以制備出高品質(zhì)和質(zhì)量的高純鎂合金。