鎂課堂:(四十)怎樣制備中間合金和熔鹽
2015年08月18日 10:11 11753次瀏覽 來源: 中國有色金屬報(bào) 分類: 鎂應(yīng)用 作者: 王祝堂
在熔煉鎂合金時(shí)要用到一些合金元素,它們中的一些是以中間合金的形式或熔鹽的形式加入,而鋁則是以純金屬的形式加入,鋅也是以純金屬的形式加入,這兩個(gè)元素是鎂合金最主要的合金化元素,占鎂合金合金化元素總量的94%以上,因此,僅少量合金化元素如Mn、Zr等以熔鹽或中間合金形式加入。
錳鹽熔劑制備
制備錳鹽熔劑用的原料有工業(yè)氧化鎂、氯化錳、氟化鈣。氧化鎂中的MgO含量應(yīng)≥91%,MgCO3的含量≤3%;MnCl2的純度≥92%、H2O≤0.5%、不熔雜質(zhì)≤1.5%;CaF2純度≥90%,SiO2≤5.0%,H2O≤1.0%。
錳鹽熔劑的配比(質(zhì)量%):76MnCl2,13CaF2,11MgO。
熔化工藝:先將氯化錳放化坩堝中熔化,熔體溫度升至750℃時(shí)加入CaF2和MgO,邊加邊攪拌,在720℃澆鑄,凝固后放入球磨機(jī)研碎。
研好的熔劑粉還需重熔,將其放入坩堝中加溫熔化。在600℃~650℃保溫脫水,不冒氣泡了,表示脫水完畢,注入干燥鐵箱內(nèi),置于保溫爐內(nèi)以待應(yīng)用。
混合鋯鹽制備
加鋯可用鋯鹽也可用Mg-Zr中間合金?;旌箱嘂}成分(質(zhì)量%):66K2ZrF6,8CaF2,26LiCl。制備工藝:將這三種成分按配比裝入爐內(nèi),升溫至800℃,保溫后即可澆鑄,然后用球磨機(jī)粉碎。
鎂-鋯中間合金制備
鋯不但熔點(diǎn)高,而且高溫時(shí)又極易氧化。因此,除了可用鋯鹽向鎂中加鋯外,以Mg-Zr中間合金形式加鋯是最可取的。制造Mg-Zr中間合金的工藝有:
用鎂還原光鹵石和鋯氟酸鉀混合鹽,制成渣質(zhì)的Mg-Zr中間合金。光鹵石的成分為KMgCl3·6H2O,含8.7%Mg、14.1%K,還常含有微量溴、銣和銫,通常呈粒狀或致密塊狀集合體,純凈者元色,有時(shí)因含Fe2O3等而呈紅色或褐色,硬度2~3,密度1.60g/cm3,極易潮解,味苦咸。
用鎂還原氟化鋰、氟化鈣和鋯氟酸鉀的混合鹽,制成渣質(zhì)的Mg-Zr中間合金。
用鎂還原氟化鉀和鋯氟酸鉀的混合鹽,制成的Mg-Zr中間合金。
用鎂還原氟化鉀和鋯氟酸鉀的混合鹽,制成的Mg-Zr中間合金呈金屬形態(tài),品質(zhì)較好。
用鋯粉制備呈金屬形態(tài)的Mg-Zr中間合金,品質(zhì)雖好,但生產(chǎn)成本高,因?yàn)殇喎蹆r(jià)格高昂。
用混合鹽制造Mg-Zr中間合金的成分配比(質(zhì)量%)見下表,其總反應(yīng)式為:
K2ZrF6+2Mg→←2KF+Zr+2MgF2
實(shí)踐證明,用含KCl的混合鹽生產(chǎn)的金屬形態(tài)Mg-Zr中間品質(zhì)高,更適合生產(chǎn),其配料成分如上表所列,工藝流程如下:
熔化KCl,停止沸騰后,將溫度升至880℃~900℃;
將預(yù)熱的K2ZrF6加入KCl熔體中,邊加邊攪拌,加完后再慢慢攪5min;
將熔體溫度升至880℃~900℃,加入預(yù)熱的Mg錠,熔化后機(jī)械攪拌10min~15min,吊出坩堝在室溫下冷卻;
完全冷卻后,用水浸泡1h~2h,取出Mg-Zr中間合金,如將它再重熔一次,中間合金品質(zhì)可再提高一步,重熔溫度690℃~710℃,溫度過高會(huì)增大燒損。
責(zé)任編輯:徐婷
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