第四章铸造镁合金熔炼素材.ppt

主要内容复习与回顾 变质处理 浮游法精炼 锆对镁合金有什么影响？ 稀土对镁合金有什么影响？ 在几类镁合金中，为什么Mg-Al类合金必须进行孕育处理，锆在Mg-Al类合金能否起孕育作用？ 铸造镁合金固溶处理时为什么要分段加热？ 镁合金熔炼的保护技术 不同温度下保护型混合气体的最佳成分 保护气体在线发生技术原理 应用情况 6. 精炼 炉料全部熔化后，除去液面上的脏熔剂，换上新熔剂，然后在720～740℃进行精炼，精练约5～8min左右，直到镁液表面不再有白色氧化物从熔池下部翻上来，液面呈现光亮的镜面为止。 7.孕育处理 在720～740℃孕育处理，用钟罩将占炉料重0.3-0.4%的小块菱镁矿分批压入镁液。 8.二次精炼 孕育处理后，在720～740℃进行，约2～3min，直至镁液表面呈光亮镜面为止。再浇注断口试样，检查晶粒度及有无氧化夹杂，确定精炼及孕育效果。升温至760～780℃静置10～15min即可浇注。 4. 熔化熔剂 在另一坩埚炉中熔化RJ-1熔剂或光卤石，保温在750～800℃范围内。浇包及熔化工具进入镁液前应先在此熔剂中洗涤，充分预热，彻底去除所吸附的水分和粘附的氧化渣。 5. 加中间合金 炉料熔化后，在700～730℃加入预热的Al-Mn和Al-Be中间合金，待其熔化后加入纯锌。 ZM5镁合金的熔炼工艺（续） ZM5镁合金的熔炼工艺（续） 南昌航空大学铸造工程系 南昌航空工业学院铸造教研室 第四章 铸造镁合金熔炼 铸镁熔炼的物理化学及工艺特性 铸镁合金熔炼工艺 §4-1 铸镁熔炼的物理化学及工艺特性 镁合金熔炼时的物理化学特性 镁-氧反应 镁与氧的化学亲和力很大，生成的氧化膜是疏松的。 温度高于500℃时氧化加速，超过熔点后，其氧化速度激增，会发生剧烈氧化而燃烧，放出大量的热量，甚至可达2850℃，引起镁的大量汽化，燃烧加剧而爆炸。 根据镁易氧化的特点，熔化时必须采取防止氧化、燃烧的措施，如采用熔剂覆盖或用防护性气氛。 铝合金融体 镁合金融体 空气 (放热反应 -----加速氧化过程) 空气 薄、富有弹性、致密的 保护性 Al2O3-氧化膜 厚、破裂、无保护性的 MgO-氧化膜 氧化和蒸发 镁合金融体 铝合金融体 铝合金与镁合金氧化膜比较 镁-水反应 　　 Mg+H2O ＝ MgO+H2 　　　　　　 　　 Mg+2H2O ＝ Mg(OH)2+H2 　　 相同条件下，镁与水之间的反应，要比镁与氧之间的反应更激烈 当熔融镁与水接触时，不仅因生成MgO放出大量的热，而且反应产物氢与周围大气中的氧迅速作用生成水，水又受热急剧汽化膨胀，结果导致猛烈的爆炸。 镁与氮 反应生成Mg3N2的膜，此膜是多孔的，反应比Mg-O2、Mg-H2O反应缓慢得多，且会优先进行，因此在高温下氮气对镁而言基本上可算一种无害的气体。 镁与CO2、CO 发生反应生成Mg2C+MgO(或MgO+C)。镁与CO2反应生成的表面膜具有一定防护作用。 镁与其它物质间的反应 镁与硫 相遇时，硫即蒸发（硫的沸点为444.6℃），并在镁液表面形成致密的MgS膜。 硫蒸气遇氧后即生成SO2, SO2与镁液相遇时，即发生下列放热反应： 3Mg + SO2 ＝ 2MgO + MgS 2Mg + SO2 ＝ 2MgO + S 生成的2MgO + MgS复合表面膜近似致密，具有阻缓镁液氧化的作用。但如温度高于750℃时，此膜将不再能起保护作用，SO2将与镁液反应剧烈同时生成大量硫化物夹杂。 镁与其它物质间的反应（续） 镁与硼酸 硼酸(H3BO3)受热后即脱水变成硼酐(B2O3)，B2O3遇镁液及其表面上生成的MgO即发生下列反应： 　　　　 　　B2O3+3Mg ＝ 3MgO+2B 　　　　　　B2O3+MgO ＝ MgO?B2O3 还原出的硼即与镁液反应生成致密的Mg3B2膜，后一反应中生成的MgO?B2O3也能在镁液表面上形成严密的釉质保护膜。 镁与其它物质间的反应（续） 非金属夹杂物 ① 氧化夹杂 镁液很易与大气中的氧、水气、氮反应而生成不溶于镁液的、难熔的MgO等化合物，它们混入铸型后即成为“氧化夹杂”。 ② 熔剂夹杂 由于熔镁时使用熔剂，操作不当时，熔剂随同镁液混入铸型即成为“熔剂夹杂”。因熔剂中的MgCl2吸湿性很强，露出铸件表面的熔剂夹杂很易吸收大气中的水分发生反应： MgCl2+2H2O → Mg(OH)2+2HCl Mg+2HCl → MgCl2+H2↑ 铸造镁合金熔炼的工艺特性-概述 孕育处理 孕育处理对合金的晶粒大小和机械性能有很大影响，且对镁液中的氧化夹杂亦有一定的影响。 安全 镁液很易与氧、水气等作用