压铸 镁 合金 气体保护连续熔化浇注技术 zhuanzai.doc

压铸 镁 合金 气体保护连续熔化浇注技术 zhuanzai 作者:zjb810819日期:2008-10-2919:46个浏览者[分享]压铸镁合金气体保护连续熔化浇注技术 镁合金,气体,压铸,浇注,熔化摘要:简述了镁合金熔铸物化学特性及高品质压铸对溶体冶金质量的要求，介绍了当今压铸镁合金连续熔化、气体保护、浇注技术的现状，指出了这些技术今后发展研究的方向。 我国可开采镁资源极其丰富。作为人均资源占有量相对贫乏的国度，充分利用优势镁资源，有利于我国经济持续、稳定发展…。为了将资源优势转化为产品和市场优势，在国家十五科技攻关计划的引导下，我国已初步形成从镁合金材料基础研究、镁合金材料生产、镁合金产品加上、镁合金科学应用、到镁合金技术装备研发和生产的镁合金产业链雏形。在新型镁合金、熔铸技术及装备、镁合金产品及其生产应用、镁合金加工产能的建设等方面取得0QR)[3^6L 了长足的进展。由于我国长期忽视镁合金的规模生产应用，压铸业和铸件应用企业对镁合金生产应用技术缺乏了解。在过去的几年里，经常由于企业对镁合金熔化浇注的技术和装备不够了解，导致铸件工艺品质和经济效益低下、安全事故频发的问题。本文简述了镁合金熔铸物化学特性及高品质压铸对溶体冶金质量的要求，介绍了当今压铸镁合金连续熔化、气体保护、浇注技术的现状，指出了这些技术今后发展研究的方向。i1~O:l$G(S1L/c.Q-m1镁合金高温物化特性及压铸对熔体冶金质量的要求 1.1镁合金高温物化特性4@8[!p+]4_4T3P/_.H2U 镁合金的物化特性决定了镁合金压铸成形具有下列工艺特征。 (1)镁的沸点低(1090℃)，在熔注温区的饱和蒸气压高，具有较强的蒸发(挥发)性。 (2)反应产生的表面氧化膜致密度为0.79，不能有效地将熔池与大气隔离、为熔体提供保护，导致镁熔体在大气中持续氧化，甚至燃烧。 (3)镁合金高温化学性质活泼，在大气中易氧化燃烧，释放出燃烧热(25000kJ/kgm01)，导致反应区域温度大幅度升高。当反应区域被加热到沸点以上镁熔体剧烈挥发、进而导致燃烧区域蔓延。 1.2镁合金压铸对熔体冶金质量和熔炉性能的要求根据镁合金的上述高温物化特性，高品质压铸镁合对熔体冶金质量提出如下要求: (1)为了镁合金的安全连续生产和保证熔体的纯净度，必须在镁合金熔化、浇注和为镁合金熔池提供有效的防氧化阻燃保护。3b2q#m)u#^#?:vw (2)为了保证压铸工艺质量，必须为压铸机定点、定量地提供温度波动小的镁合金熔体。 (3)为了保证压铸生产的连续性和安全，熔炉性能必须稳定可靠，用料和工作参数能够确保在熔炉失效状态也不引发安全事故。 2压铸镁合金连续熔化浇注技术与装备 压铸镁合金熔炉由气体保护、镁锭预热、加料、连续熔化、定量浇注、三维定位、安全保障和集成控制等部分组成。其中，连续熔化、定量定位浇注、气体保护、安全监测等技术成为镁合金熔化浇注技术的重点。 2.1气体保护*_1{#I)KQ9il(e6^ 持续有效的气体保护是镁合金压铸生产正常进行的必要条件。目前，镁合金压铸熔炉普遍用与镁熔体反应成膜的Sf气体和将反应成膜气体均匀分布到熔池上方的载流气体N,按比例混合成保护气体，为熔体提供阻燃保护。通常，保护气体中的SF6体积浓度根据压铸工况控制在0.10%~0.30%、单位熔池面积的保护气体流量控制在5~301/min。高品质镁合金熔炉采用智能保护气体制备技术，根据炉况对保护气体的SF，浓度和总流量 实时调节，获得最佳保护效果。 SF6属于温室气体，已在欧洲开始禁用。迫于环保压力，各研发机构正根据镁熔体氧化与成膜阻燃机制，寻找SF6替代气体。目前研究的替代气体主要为S02、BF3、HFCs、FK、NoveTM612、HFE等能与镁熔体反应生成致密保护膜的气体上。德国亚深大学和大众公司联手探索了在全密闭镁合金熔铸单元中用纯Ar替代SF6保护气体;奥迪公司也曾尝试在全密闭镁合金熔炉中用纯C0，作保护气体19。为了减少sF6排放导致的环境污染，国外还新研发了能回收并循环利用熔炉排放的保护气体中残余SF的技术，据称残余SF6的回收循环利用率可达到980A。+T5zC7Z;}j3} 针对瓶装Nz成本高、运输压力大的问题，部分厂家已开始采用压缩分离制氮技术，重庆大学也在开发镁合金专用膜制氮技术，重庆硕龙正在开发基于空气与碳反应生成N2+C02混合载流气体的经济制备专利技术装备。由于原材料成本优势和C02所具有的辅助保护效果，后者更具突出的成本优势。 定量精确、工作稳定可靠的气体混合系统是高品质压铸熔化浇注的基本技术要求。目前，高端压铸镁合金熔炉普遍采用数控质量流量控制技术，通过计算机实时监控和调节保护气体流量和SF浓度，同时对气源进行检测。为了确保停电和自动混气系统故障时的气体供应，通常集成了转