[發明專利]稀土鋯鎂中間合金及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202310092523.2
• 申請日: 2023-01-19
• 公開（公告）號: CN115992320A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 胡文鑫;楊正華;王瑋
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B9/00;B22F1/00
• 代理公司: 北京悅成知識產權代理事務所(普通合伙) 11527
• 代理人: 樊耀峰;安平

本發明公開了一種稀土鋯鎂中間合金及其制備方法和用途。該制備方法包括如下步驟：(1)將混合鹽與熔融態金屬鎂在混合氣體氣氛中反應，得到反應產物；(2)在混合氣體氣氛中，將反應產物與稀土金屬混合，得到稀土鋯鎂中間合金；其中，所述混合氣體選自六氟化硫、惰性氣體和氮氣中的兩種以上；其中，所述混合鹽中含有20～80重量份四氯化鋯、10～40重量份氯化鉀和10～40重量份氯化鈉。本發明的制備方法能夠有效地減小稀土鋯鎂中間合金中鋯顆粒的粒徑。

技術領域

本發明涉及一種稀土鋯鎂中間合金及其制備方法和用途。

背景技術

鎂合金因其具有密度小、比強度高以及易于回收利用等優點，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。鎂合金被廣泛應用于航空航天、軍工制造以及電子信息等技術領域。鎂合金在鑄造過程中，需要添加晶粒細化劑。鋯能夠提高鎂合金組織的均勻性，提高鎂合金的強度、塑性、抗蠕變性、耐腐蝕性。目前，通常以鋯鎂中間合金的形式加入到鎂合金中，以提高鎂合金的性能。

CN108048718A公開了一種鋯鎂中間合金的生產方法。將金屬鎂在反應爐中熔化，并通入由CO₂和SF₆組成的混合氣體，當反應爐溫度達到750～900℃時，在攪拌速度為300～800r/min的攪拌作用下，分步加入四氯化鋯。該方法得到的鋯鎂中間合金中鋯顆粒的粒徑偏大。這樣在后續熔煉的過程中鋯顆粒會沉降到熔體的底部，降低鋯的利用率。

CN113278839A公開了一種鎂稀土合金熔體凈化細化復合處理熔劑的制備方法。將氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉、氯化鋇、硫酸鋇進行熔融混合并冷卻凝固得到精煉劑復合鹽塊，隨后再將得到的精煉劑復合鹽塊與二硼化鋯、硫酸鋯混合加入球磨機中充分混合，過篩后制備得到凈化細化復合處理熔劑。該凈化細化復合處理熔劑中含有大量的鹽成分，容易增加鎂合金中的雜質。

發明內容

有鑒于此，本發明的一個目的在于提供一種稀土鋯鎂中間合金的制備方法，該制備方法能夠減小稀土鋯鎂中間合金中鋯顆粒的粒徑。進一步地，該制備方法能夠減少稀土鋯鎂中間合金中的鹽含量。本發明的另一個目的在于提供一種稀土鋯鎂中間合金。本發明的再一個目的在于提供一種稀土鋯鎂中間合金的用途。上述目的通過如下技術方案來實現。

一方面，本發明提供了一種稀土鋯鎂中間合金的制備方法，包括如下步驟：

(1)將混合鹽與熔融態金屬鎂在混合氣體氣氛中反應，得到反應產物；

(2)在混合氣體氣氛中，將反應產物與稀土金屬混合，得到稀土鋯鎂中間合金；

其中，所述混合氣體選自六氟化硫、惰性氣體和氮氣中的兩種以上；

其中，所述混合鹽中含有20～80重量份四氯化鋯、10～40重量份氯化鉀和10～40重量份氯化鈉。

根據本發明的制備方法，優選地，所述混合鹽的粒徑為0.05～0.5mm。

根據本發明的制備方法，優選地，所述熔融態金屬鎂的溫度為650～830℃，混合鹽與熔融態金屬鎂的反應時間為30～120min。

根據本發明的制備方法，優選地，所述混合氣體中包括惰性氣體和六氟化硫；所述惰性氣體選自氦氣、氖氣或氬氣中的一種或多種，所述惰性氣體與六氟化硫的體積比為(15～25):1。

根據本發明的制備方法，優選地，還包括如下步驟：

將四氯化鋯、氯化鉀和氯化鈉熔化，得到熔體鹽；將熔體鹽澆注，得到固態鹽；將固態鹽破碎，得到混合鹽。

根據本發明的制備方法，優選地，在轉速為100～300r/min的攪拌的條件下，將混合鹽與熔融態金屬鎂反應；

在轉速為80～250r/min的攪拌的條件下，將稀土金屬與反應產物混合。

根據本發明的制備方法，優選地，還包括如下步驟：