专利名称：一种镁合金用纳米熔剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及镁合金加工行业，特别是涉及一种镁合金用纳米熔剂。
背景技术：
镁合金是当前世界发展应用最快的轻合金，具有比重轻、比强度高、比刚度高、阻尼性好、电磁屏蔽能力强、对环境无污染，以及易于回收等一系列优点，被誉为“21世纪最具开发和应用潜力的绿色工程材料”，越来越受到工业界的重视，正在成为继钢铁和铝之后的第三大金属工程材料。然而，镁合金在熔炼过程中极易氧化燃烧，且熔体中易混有夹杂、 气体和Fe、Si等有害元素。所以镁合金在冶炼过程中需要加入熔剂进行精炼和保护，镁合金熔剂对镁合金液精炼和保护效果的好坏直接影响着镁合金质量的优劣。传统镁合金熔剂存在精炼效果差、镁合金冶金质量不高的问题，且在使用时释放出较高浓度的有害气体，影响工人的身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁合金用纳米熔剂，适用于纯镁及镁合金的熔炼，通过在熔剂中加入纳米级的氧化镁、四氯化锆和二氧化钛、硝酸钠和石墨粉等，不但能对熔体进行高效精炼，而且能生成队和CO2，对熔体起到保护作用，也稀释了有害气体的浓度。本发明采用以下技术方案
一种镁合金用纳米熔剂，其中，其组分及重量百分数为=MgCl2:25-30% ;KC1:22- %; NaCl 3-5% ；CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO :3-5% ；ZrCl4:2-5% ；TiO2:2-6% ；NaNO3:5-10% ；C 粉2-4% ；冰晶石3-6%。一种镁合金用纳米熔剂的制备方法，第一步，备料按以下重量百分数备料 MgCl2:25-30% ；KCl :22-26% ；NaCl 3-5% ；CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO :3-5% ；ZrCl4:2-5% ； TiO2:2-6% ；NaNO3:5-10% ；C粉2-4% ；冰晶石3_6%，上述组分均为纳米级；
第二步，将一定量的氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至450 470°C，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合，然后经筛选、检验合格后包装入库。镁合金用纳米熔剂中加入硝酸钠、石墨粉和冰晶石，在熔炼过程中会生成氮气和二氧化碳等保护性气体，净化熔体的同时还能有效地保护熔体，避免与空气接触而氧化燃烧。熔剂中还加入了四氯化锆和二氧化钛，可以去除熔体中的Si*!^等有害元素。在熔剂中加入纳米级的氧化镁，利用纳米材料的微粒尺寸效应吸收熔体中的氧化物夹杂，最终达到除气精炼的效果。镁合金用纳米熔剂中加入了纳米级的氧化镁，依据纳米微粒尺寸与表面原子数的原理，纳米材料几乎全部由单层表面原子组成，表面原子数增多，由于原子配位不足和高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与氧化物夹杂结合在一起，从而生成较重的大颗粒氧化物而沉降。即与微米级或更大些的尺寸相比，具有更好的除氧化物夹杂的能力。本发明的有益效果为
(1)在传统镁合金熔剂(主要成分为MgCl2、氯化钾、氟化钙、氯化钠、氯化钡等)中加入纳米级的氧化镁用于吸收熔体中的氧化物夹杂，并在熔剂制备过程中添加表面活性剂，防止纳米颗粒发生团聚；
(2)加入四氯化锆和二氧化钛粉末，用于去除熔体中对性能影响较大的Si和狗元素；
(3)加入粉末状硝酸钠和石墨粉，生成氮气和二氧化碳等保护性气体，使熔体表面保护层呈泡沫状，增大了熔体与熔剂的接触面积，使熔体得到更好的精炼；
(4)使用本发明的高效纳米熔剂，较使用传统的镁合金熔剂，能使镁合金的强度提高 4 8%，伸长率提高5 10%。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述 实施例1
镁合金用纳米熔剂，其组分及重量百分数为MgCl2 25% ;KC1 22% ;NaCl 5% ；CaF2 10% ；BaCl2 5% ；MgO 5% ；ZrCl4 2% ；TiO2 6% ；NaNO3 10% ；C 粉:4% ；冰晶石6%。镁合金用纳米熔剂的制备方法
第一步，备料按上述组分备料，各组分均为纳米级；
第二步，将氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至450°c，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合一个小时，然后经筛选、检验合格后包装入库。实施例2:
镁合金用纳米熔剂，其组分及重量百分数为=MgCl2 30% ；KCl 26% ；NaCl 3% ； CaF2:6% ；BaCl2:8% ；MgO: 3% ；ZrCl4:5% ；TiO2:4% ；NaNO3:9% ；C 粉2% ；冰晶石4%。镁合金用纳米熔剂的制备方法
第一步，备料按上述组分备料，各组分均为纳米级；
第二步，将氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至470°C，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合一个小时，然后经筛选、检验合格后包装入库。实施例3:
镁合金用纳米熔剂，其组分及重量百分数为MgCl2:28% ；KCl :24% ；NaCl: 4% ； CaF2:7% ； BaCl2 7% ；MgO 3. 5% ；ZrCl4 2. 5% ；TiO2 5% ；NaNO3 9% ；C 粉:4% ；冰晶石6%。镁合金用纳米熔剂的制备方法
4第一步，备料按上述组分备料，各组分均为纳米级；
第二步，将氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至460°C，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合一个小时，然后经筛选、检验合格后包装入库。实施例4:
镁合金用纳米熔剂，其中，其组分及重量百分数为MgCl2:26%;KCl: 26% ；NaCl 5%； CaF2: 10% ；BaCl2:6% ；MgO:4% ；ZrCl4:4% ；TiO2:3% ；NaNO3:8% ；C 粉3% ；冰晶石5%。镁合金用纳米熔剂的制备方法
第一步，备料按上述组分备料，各组分均为纳米级；
第二步，将氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至465°C，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合一个小时，然后经筛选、检验合格后包装入库。实施例5:
镁合金用纳米熔剂，其组分及重量百分数为=MgCl2 27% ；KCl 25% ；NaCl 4. 5% ； CaF2:6% ；BaCl2:6. 5% ；MgO:4% ；ZrCl4:3% ；TiO2:6% ；NaNO3:9% ；C 粉3. 5% ；冰晶石5. 5%。镁合金用纳米熔剂的制备方法
第一步，备料按上述组分备料，各组分均为纳米级；
第二步，将氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至455°C，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合一个小时，然后经筛选、检验合格后包装入库。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种镁合金用纳米熔剂，其特征在于其组分及重量百分数为=MgCl2:25-30%; KCl :22-26% ；NaCl :3-5% ；CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO :3-5% ；ZrCl4:2-5% ；TiO2:2-6% ； NaNO3:5-10% ；C 粉2-4% ；冰晶石3_6%。
2.一种镁合金用纳米熔剂的制备方法，其特征在于第一步，备料按以下重量百分数备料=MgCl2 25-30% ；KCl 22-26% ；NaCl 3-5% ； CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO:3-5% ；ZrCl4:2-5% ；TiO2:2-6% ；NaNO3:5-10% ；C 粉2_4% ；冰晶石3-6%，上述组分均为纳米级；第二步，将一定量的氯化镁、氯化钾、氯化钡装入坩埚内，升温至450 470°C，然后加入氟化钙和氯化钠，继续升温至原料完全融化，搅拌均勻后浇铸成块状，经破碎、球磨后成粉料；第三步，再加入干燥过的四氯化锆粉末、粉状二氧化钛、硝酸钠、石墨粉和冰晶石，并加入经表面活性剂处理的纳米氧化镁，在行星式球磨机上机械混合，然后经筛选、检验合格后包装入库。
全文摘要
本发明公开了一种镁合金用纳米熔剂，其中，其组分及重量百分数为MgCl2:25-30%；KCl:22-26%；NaCl:3-5%；CaF2:6-10%；BaCl2:5-8%；MgO:3-5%；ZrCl4:2-5%；TiO2:2-6%；NaNO3:5-10%；C粉:2-4%；冰晶石3-6%。本发明适用于纯镁及镁合金的熔炼，通过在熔剂中加入纳米级的氧化镁、四氯化锆和二氧化钛、硝酸钠和石墨粉等，不但能对熔体进行高效精炼，而且能生成N2和CO2，对熔体起到保护作用，也稀释了有害气体的浓度。
文档编号C22C1/06GK102277511SQ201110235070
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者孙全林, 孙有林, 孙玉红, 廉文海, 廉江水 申请人:鹤壁市恒丰化工有限公司