本发明涉及合金熔体处理，特别涉及一种镁合金精炼加工工艺。
背景技术：
：镁元素在地球地壳中的含量仅在铝、镁之后，位居第三，约占地壳质量的2.7%，同时，占地球表面积为70%的海洋也是一个天然的镁资源宝库，据预算，每立方米海水中约占1.3kg的镁，仅死海一处的镁，若得到全部开发，就可供人类使用22000年。镁合金作为最轻质商用金属工程材料，因其具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减振降噪能力强、液态成型性能优越、能屏蔽电磁辐射和易于回收利用等特征，使其特别适合在汽车、摩托车等交通工具和计算机、通讯、仪器仪表、家电、轻工、军事等领域的应用。目前，现有专利中申请公布号为cn104004930a的中国专利公开了一种镁合金熔体精炼方法，采用镁合金坯料进行熔化，通入惰性气体的中空工具头插入到保温容器内的镁合金熔体中，启动高强声空化系统对合金熔体进行处理，高强声空化系统在熔体中的空化效应，借助高强声空化系统进行精炼，精炼成本较高；申请公布号为cn105543529a的中国专利公开了一种镁合金复合精炼方法，将精炼过程分两级进行，两级采用的精炼深度、精炼时间、气体流量及溶剂流量均不同，提高了精炼质量，降低了精炼成本，但是，采用两级精炼的方式，延长了精炼时间，镁合金熔体中易产生气泡，杂质含量较高。技术实现要素：本发明的目的是提供一种镁合金精炼加工工艺，该精炼加工工艺将两级精炼简化为一级精炼，方法简单，精炼效率高，精炼时间短，同时在精炼过程中除气、除杂效果显著，精炼纯度较高。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种镁合金精炼加工工艺，包括如下步骤：（1）采用行车将预热过的搅拌机轴缓慢放入镁合金液中；（2）将充气管插入坩埚内，调节充气管中惰性气体的流速为1~2l/min，使镁合金液充分搅拌；（3）当镁合金液的温度在680±10℃时，开始机械搅拌，并保持通入惰性气体，待温度升至700℃时进行取样，取样合格后继续进行搅拌，否则需要进行微调；（4）当镁合金液的温度在690℃时，缓慢加入萤石粉；（5）当镁合金的温度升至700℃时，缓慢加入重量比为1：2的氟硼酸钾与粉熔剂的混合物，该混合物的重量为总金属投料量的0.2%；（6）结束后将搅拌机轴移开并撒上灭火熔剂；（7）镁合金液的表面呈纯净的、银白色的镜面为精炼完成。本发明进一步设置为：步骤（4）中所加入的萤石粉的重量为15~20kg。通过采用上述技术方案，取代现有技术中采用两步复合精炼的方法，将一次精炼与二次精炼连接在一起，缩短了精炼时间，有助于提高精炼效率，由于镁合金熔体中的夹杂物密度与镁熔体的密度相当，夹杂物大多悬浮在镁熔体中，去除其中的杂质十分困难，在步骤（5）中加入氟硼酸钾与粉熔剂的混合物，有助于使通入的惰性气体与氟硼酸钾与粉熔剂的混合物形成混合体变得弥散细小，在相同熔剂使用量和惰性气体使用量的情况下，接触面积和扩散面积均显著增大，同时，该混合体在镁合金熔体中的运动速度大大降低，也就是在镁合金熔体中的停留时间变长，有利于除去镁合金熔体内的杂质、气体，从而提高了镁合金熔体的精炼效率，使制得的镁合金更加致密均匀。本发明进一步设置为：从搅拌开始到搅拌结束的时间不低于40min，其中萤石粉的加入时间不低于10min，氟硼酸钾与粉熔剂的混合物的加入时间不少于10min。通过采用上述技术方案，控制搅拌时间为40min，有助于镁合金晶粒的细化，溶质元素不断发展，不断扩散，形成弥散相，减小成分偏析，镁合金中的杂质更容易聚集长大，并很容易上浮到渣中，杂质会随着搅拌时间延长而减小；在镁合金的冶炼过程中，通过镁合金熔剂来去除镁合金液中的氧化物，萤石粉起到有效的消除氧化物的作用，分离镁与氧化镁、氯化镁的联接作用，有助于提高镁合金中镁的含量，限定萤石粉的加入时间，有助于萤石粉对镁合金中的氧化物充分地消除；限定氟硼酸钾与粉熔剂的混合物的添加时间，氟硼酸钾中氟元素与镁合金中的铁元素容易发生反应，生成feb聚集成大颗粒，沉降至坩埚的底部，从而对镁合金熔体的除杂更加充分、彻底。本发明进一步设置为：镁合金液的温度在680±10℃，结束温度在720~750℃。通过采用上述技术方案，镁合金液的温度升至680±10℃范围内开始进行机械搅拌，旨在达到镁合金的熔点，以使镁合金完全融化；镁合金熔体继续升温，分别经历700℃以及700℃以上，在相应的温度区间投加不同的填料，以对镁合金熔体进行充分除杂，待镁合金熔体温度达到720~750℃时，有助于进行充分除杂。本发明进一步设置为：步骤（2）中在充气管插入坩埚前，预先将充气管进行烘烤。通过采用上述技术方案，对充气管预先进行烘烤，以检测充气管是否能够经受高温的烘烤，对充气管起到有效的防护作用，有助于延长其使用寿命。本发明进一步设置为：步骤（3）中采用取样勺进行取样，拨开合金液面，在合金液面下50mm左右来回晃动，然后取出第一个样品舍弃，再取第二个样品作为分析样。通过采用上述技术方案，对镁合金液进行取样分析时，第一次取出的分析样舍弃，有助于提高测试的准确性。本发明进一步设置为：在步骤（4）前做降温处理，采用将铝锭、锌锭放在坩埚或热风炉边预热，预热好后在提渣时把铝、锌锭放入提渣桶内，缓缓加入镁合金液，使铝、锌锭熔化。通过采用上述技术方案，铝锭、锌锭放在坩埚内或者热风炉边进行预热，预热后放入提渣桶内，以方便对镁合金熔体进行降温，同时有助于熔炼形成镁铝合金、镁锌合金等。本发明进一步设置为：将分析样做光谱分析，若cu、si、ni不合格，一般不再进行精炼，把镁合金液浇出，查出原材料化学成分，找原因。通过采用上述技术方案，所取样分析后，其中的cu、si、ni不合格，则迅速地停止精炼，查找原因，以将损失降至最低，节约生产成本。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本发明方法简单，将现有技术中的两步精炼简化为一步精炼，精炼速度提高，温度达到700℃时，加入氟硼酸钾与粉熔剂的混合物，有助于使镁合金熔体变得更加弥散细小，使弥散的小气泡缓慢上浮，保持镁合金液的液面平稳不翻滚，有效减少了镁合金液的卷渣卷气，另外，均匀上浮的惰性气体在镁合金液的液面上形成保护层，有效防止液面氧化燃烧；2、控制镁合金液精炼过程的搅拌不少于40min，有助于镁合金晶粒的细化，溶质元素不断发展，不断扩散，形成弥散相，减小成分偏析，镁合金中的杂质更容易聚集长大，并很容易上浮到渣中，杂质会随着搅拌时间延长而减小；3、镁合金液的温度升至680±10℃范围内开始进行机械搅拌，旨在达到镁合金的熔点，以使镁合金完全融化；镁合金熔体继续升温，分别经历700℃以及700℃以上，在相应的温度区间投加不同的填料，以对镁合金熔体进行充分除杂，待镁合金熔体温度达到720~750℃时，有助于进行充分除杂。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例一：一种镁合金精炼加工工艺，包括如下步骤：（1）向镁合金精炼炉中加入1t镁合金，缓慢进行升温，采用行车将预热过的搅拌机轴缓慢放入镁合金液中；（2）将充气管插入距离坩埚底部200mm深度处，调节充气管中惰性气体的流速为1.2l/min，使镁合金液充分搅拌；（3）当镁合金液的温度在670℃时，开始机械搅拌，并保持通入惰性气体，待温度升至700℃时采用取样勺进行取样，拨开合金液面，在合金液面下50mm左右来回晃动，然后取出第一个样品舍弃，再取第二个样品作为分析样，若取样合格后继续进行搅拌，否则停止搅拌；（4）采用将铝锭、锌锭放在坩埚或热风炉边预热，预热好后在提渣时把铝、锌锭放入提渣桶内，缓缓加入镁合金液，使铝、锌锭熔化，待镁合金液的温度在690℃时，加入萤石粉的速度为1.5kg/min；（5）当镁合金的温度升至700℃时，缓慢加入重量比为1：2的氟硼酸钾与二号熔剂的混合物，该混合物的重量为总金属投料量的0.2%；（6）待温度升至720℃时，保温1h，然后将搅拌机轴移开并撒上一号熔剂；（7）镁合金液的表面呈纯净的、银白色的镜面为精炼完成。实施例二：一种镁合金精炼加工工艺，包括如下步骤：（1）向镁合金精炼炉中加入1t镁合金，缓慢进行升温，采用行车将预热过的搅拌机轴缓慢放入镁合金液中；（2）将充气管插入距离坩埚底部200mm深度处，调节充气管中惰性气体的流速为1.2l/min，使镁合金液充分搅拌；（3）当镁合金液的温度在680℃时，开始机械搅拌，并保持通入惰性气体，待温度升至700℃时采用取样勺进行取样，拨开合金液面，在合金液面下50mm左右来回晃动，然后取出第一个样品舍弃，再取第二个样品作为分析样，若取样合格后继续进行搅拌，否则停止搅拌；（4）采用将铝锭、锌锭放在坩埚或热风炉边预热，预热好后在提渣时把铝、锌锭放入提渣桶内，缓缓加入镁合金液，使铝、锌锭熔化，待镁合金液的温度在690℃时，加入萤石粉的速度为1.7kg/min；（5）当镁合金的温度升至700℃时，缓慢加入重量比为1：2的氟硼酸钾与二号熔剂的混合物，该混合物的重量为总金属投料量的0.2%；（6）待温度升至730℃时，保温1h，然后将搅拌机轴移开并撒上一号熔剂；（7）镁合金液的表面呈纯净的、银白色的镜面为精炼完成。实施例三：一种镁合金精炼加工工艺，包括如下步骤：（1）向镁合金精炼炉中加入1t镁合金，缓慢进行升温，采用行车将预热过的搅拌机轴缓慢放入镁合金液中；（2）将充气管插入距离坩埚底部200mm深度处，调节充气管中惰性气体的流速为1.5l/min，使镁合金液充分搅拌；（3）当镁合金液的温度在690℃时，开始机械搅拌，并保持通入惰性气体，待温度升至700℃时采用取样勺进行取样，拨开合金液面，在合金液面下50mm左右来回晃动，然后取出第一个样品舍弃，再取第二个样品作为分析样，若取样合格后继续进行搅拌，否则停止搅拌；（4）采用将铝锭、锌锭放在坩埚或热风炉边预热，预热好后在提渣时把铝、锌锭放入提渣桶内，缓缓加入镁合金液，使铝、锌锭熔化，待镁合金液的温度在690℃时，加入萤石粉的速度为1.8kg/min；（5）当镁合金的温度升至700℃时，缓慢加入重量比为1：2的氟硼酸钾与二号熔剂的混合物，该混合物的重量为总金属投料量的0.2%；（6）待温度升至750℃时，保温1h，然后将搅拌机轴移开并撒上一号熔剂；（7）镁合金液的表面呈纯净的、银白色的镜面为精炼完成。实施例四：一种镁合金精炼加工工艺，包括如下步骤：（1）向镁合金精炼炉中加入1t镁合金，缓慢进行升温，采用行车将预热过的搅拌机轴缓慢放入镁合金液中；（2）将充气管插入距离坩埚底部200mm深度处，调节充气管中惰性气体的流速为1.8l/min，使镁合金液充分搅拌；（3）当镁合金液的温度在680℃时，开始机械搅拌，并保持通入惰性气体，待温度升至700℃时采用取样勺进行取样，拨开合金液面，在合金液面下50mm左右来回晃动，然后取出第一个样品舍弃，再取第二个样品作为分析样，若取样合格后继续进行搅拌，否则停止搅拌；（4）采用将铝锭、锌锭放在坩埚或热风炉边预热，预热好后在提渣时把铝、锌锭放入提渣桶内，缓缓加入镁合金液，使铝、锌锭熔化，待镁合金液的温度在690℃时，加入萤石粉的速度为2kg/min；（5）当镁合金的温度升至700℃时，缓慢加入重量比为1：2的氟硼酸钾与二号熔剂的混合物，该混合物的重量为总金属投料量的0.2%；（6）待温度升至750℃时，保温1h，然后将搅拌机轴移开并撒上一号熔剂；（7）镁合金液的表面呈纯净的、银白色的镜面为精炼完成。对比例一：与实施例一相比，区别在于在步骤（5）中加入总金属投料量的0.2%的二号熔剂。对比例二：与实施例一相比，区别在于在步骤（5）中加入总金属投料量的0.2%的氟硼酸钾。镁合金维氏硬度试验按照《gb/t4340.1-1999金属维氏硬度试验》的标准，采用维氏硬度计，并规定硬度试验对角线的长度范围为0.02~1.4mm。维氏硬度检测结果如下：样品实施例一实施例二实施例三实施例四对比例一对比例二维氏硬度（hv）256264258260159178通过上表可知，实施例中镁合金试样的维氏硬度均是在250hv以上，而无论是对比例一还是对比例二中镁合金试样的维氏硬度均在180hv以下，添加氟硼酸钾与二号熔剂的混合物，有助于镁合金内部的晶粒细化，增加了金相组织致密性，从而提高了镁合金的硬度。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12