非真空铸造锌合金用熔剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铸造用熔剂领域，具体涉及一种对熔体进行精炼、除渣、除气的非真空铸造锌合金用熔剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在熔炼锌合金时，氧化物成为渣。漂浮在熔体表面上或混在熔体中，或者沉在熔体底部，如不清除，将会影响铸锭或铸件品质，导致铸锭或铸件夹杂多，表面粗糙，力学性能低。因此，在锌合金浇注前，合金熔液必须进行精炼净化处理。
[0003]在非真空铸造条件下，锌合金的精炼过程多采用传统的氟盐熔剂覆盖，精炼过程中会产生有毒的氟气，其使用对环境和作业人员具有毒害作用。此外，锌合金的精炼过程也采用氯化铵、氯化锌进行造渣处理，其缺点是烟尘大，腐蚀性强，释放刺激性气味，恶化操作环境，同时损害作业人员身体健康，并对周围环境造成污染。由此可见，设计一种不含氟盐和铵盐的锌合金用环保熔剂很有必要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供了一种新型的无氟无铵的能同时对熔体进行精炼、除渣、除气的非真空铸造锌合金用熔剂及其制备方法。本发明所述的熔剂覆盖在铸造熔体的液面，起到严密封住液面不被大气接触氧化的作用，使锌合金熔体中的有害气体有效排出，将锌合金熔体中的氧化物留在熔剂表面，同时熔剂对熔体具有精炼、除渣、除气净化作用。本发明所述的熔剂为非真空条件下熔铸锌合金专用熔剂，其原料市场丰富，采购方便，配制简单及易操作，成本低廉，使用过程中不会释放有害气体，不会腐蚀损坏熔炼设备，具有绿色环保的优点。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]本发明涉及一种非真空铸造锌合金用熔剂，所述熔剂的组分按照质量百分比计，包含:白云石10?60%、氯化钠20?45%、氯化钾20?45%。白云石的加入量在10?60%之间，可保证有效的除气效果，且不至于产生过多C02，其余氯化钠和氯化钾控制在以上范围内可保证有效的除渣效果。
[0007]作为优选技术方案，所述白云石:按重量百分比含有CaO彡26 %、MgO彡18 %、CO2^ 40.8% ο
[0008]作为优选技术方案，所述熔剂还含水分，所述水分的质量百分比含量< 2.0%。
[0009]作为优选技术方案，所述熔剂组分配方中技术效果较好的配比为:白云石30%，氯化钠35%，氯化钾35%。
[0010]本发明还涉及一种非真空铸造锌合金用熔剂的制备方法，所述方法包括如下步骤:
[0011]A、将分别经20?320目筛子过筛的白云石、氯化钠、氯化钾，按所述质量百分比分别称量；熔剂的粒度过大会影响熔剂与熔体的接触，粒度过小则会造成熔剂烧损，影响精炼效果，故将熔剂原料在20?320目筛子过筛处理；
[0012]B、将分别称量好的白云石、氯化钠、氯化钾置于150?180°C下干燥5?20min去除结晶水；
[0013]C、将步骤B干燥后的白云石、氯化钠、氯化钾混合搅拌至均匀，即得所述非真空铸造锌合金用熔剂。
[0014]作为优选技术方案，所述混合搅拌的时间为5?15min。
[0015]作为优选技术方案，所述方法还包括将非真空铸造锌合金用熔剂装袋、干燥条件下保存的步骤。
[0016]本发明还涉及一种非真空铸造锌合金用熔剂的使用方法，每千克锌熔体(包括锌和/或锌合金熔体)中所述熔剂的加入量为2?10g。当加入量小于2g时，对熔体的精炼效果不佳，铸造的合金锭存在夹杂和气孔，当加入量大于1g时，会引起熔体喷溅，同时带走大的热量，降低生产效率。
[0017]本发明的技术方案中，其主要原理是白云石在高温下分解，产生CO2气体，产生气泡，可以清除熔液中的氢气，少量与锌反应，生成氧化锌与碳，可以起到变质、造渣作用，且满足环保要求。熔剂加入量过多会引起喷溅，同时带走大的热量，使熔炼炉电耗增加，降低生产效率，炉渣中含有适当的MgO对降低炉渣熔点有较好的作用。其余氯盐在精炼过程中能够将熔体中的氧化物、夹杂带到熔体表面形成渣，最终达到精炼变质除渣三合一效果，因此熔剂中各组分的合适用量范围为白云石10?60%、氯化钠20?45%、氯化钾20?45%。
[0018]本发明在锌合金铸造过程中使用，具有如下有益效果:
[0019](I)配方中无氟盐，完全避免了有毒有害产物的产生；
[0020](2)可有效去除锌合金熔液中杂质，大大改善了锌及锌合金的机械性能、耐腐蚀性能和铸造性能，提高铸造锌及锌合金锭的光洁度，有效去除夹杂和气孔；
[0021](3)混合盐覆盖于锌熔体表面可以起到阻碍锌熔体氧化烧损的作用；
[0022](4)本发明所用原料价格低廉，化学稳定性好，同时消除了有害气体的产生；
[0023](5)具有制备方便、成本低廉、适合推广到大规模生产领域的优点。
【附图说明】
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0025]图1为实施例1中用本发明熔剂精炼后的锌合金(Zn-Cu-Ti合金)的金相照片。
[0026]图2为对比例I中用本发明仅采用白云石作为熔剂精炼后的锌合金(Zn-Cu-Ti合金)的金相照片。
[0027]图3为对比例2中用本发明仅采用氯化钾和氯化钠作为熔剂精炼后的锌合金(Zn-Cu-Ti合金)的金相照片。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0029]实施例1
[0030]本实施例涉及一种非真空铸造锌合金用熔剂，其组分的重量百分比为:白云石为30 %，氯化钠为35 %，氯化钾为35 %。
[0031]其制备方法包括如下步骤:
[0032]A、将分别经200目筛子过筛的白云石、氯化钠、氯化钾，按所述质量百分比分别称量;
[0033]B、将称量好的白云石、氯化钠、氯化钾分别放入鼓风干燥箱中(170°C，15min)进行烘干，去除结晶水；
[0034]C、将步骤B干燥后的白云石、氯化钠、氯化钾分别送入混料搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌时间5min后，观察已搅拌混合均勾形成产品后，从搅拌机出口装入内衬为塑料薄膜的编织袋内；
[0035]D、对生产的样品抽样进行成分检测；
[0036]E、包装后在干燥环境下保存。
[0037]在本发明的使用过程中，按照熔炼总重量0.3%的比例(即每千克Zn-Cu-Ti合金熔体中熔剂的加入量为2g)准备熔剂，将熔剂放入180°C烘箱中预热，预热时间约为15min，待锌全部熔化后搅拌均匀，将温度保持在450°C，使用钟罩将熔剂压入锌液(Zn-Cu-Ti合金液)中距离坩祸底部约10mm的区域，搅拌约5分钟。精炼完成后，扒去液面的大量脏物及浮渣，熔液静置6分钟，再次扒去液面上多余的杂质，开始浇注。最终制备的锌合金(Zn-Cu-Ti合金)无变形、缩凹、无可分辨的裂纹，金相分析显示合金无气孔和明显缺陷，图1为用本发明熔剂精炼后的锌合金金相照片，如图1所示，证明了熔剂达到精炼效果，合金具有较好的铸造性能。
[0038]实施例2
[0039]本实施例涉及一种非真空铸造锌合金用熔剂，其组分的重量百分比