专利名称：含镧镁合金复合净化熔剂及其生产方法
技术领域：
本发明涉及的是一种含镧镁合金复合净化熔剂及其生产方法，用于含镧镁合金的精炼处理，属于金属材料及冶金类领域。
背景技术：
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼以及电磁屏蔽性能好等优点，近年来成为汽车和电子行业的重要轻质材料。镧作为镁合金常见的稀土合金化元素，可以增强镁合金原子间的结合力，减少原子扩散速度，能显著改善合金的高温性能和铸造性能，因此含镧镁合金近年来得到广泛应用。
但是由于镁易于燃烧，即使在保护性气氛情况下，也会在熔体中引入很多夹杂，为此常常需要熔剂净化处理。目前普遍使用RJ2熔剂对镁合金进行精炼处理(《有色铸造合金及熔炼》，陆树荪等，国防工业出版社，1983年5月出版，P195-199)，该熔剂对去除镁合金中的非金属氧化物有较好的效果。但是，对于含镧镁合金，却不能采用该熔剂净化处理，因为合金中的镧会与熔剂中的MgCl2发生反应，从而导致昂贵镧的大量损失。当前实际生产中，常常不采取熔剂净化处理，这样虽能保证较高的镧收得率(低的镧损失)，但合金中非金属夹杂物较多。也有人采取熔剂处理(《Rare earths in magnesiumalloys》，K.SuseelanNair等，Materials Science Forum，1988，30，P89-104)，只是熔剂中不含会导致镧损失的MgCl2，这样，镧收得率提高了，但同时由于熔剂不含有MgCl2，导致净化效果又不很理想。因此开发既能降低镧损耗又能保证净化效果的净化熔剂成为当务之急。
另外，由于在制备、处理、加工、运输等过程中，含镧镁合金中的铁含量常常超标，因此，常常还要进行除铁，目前有很多镁合金用除铁熔剂，但同样的问题是，这些熔剂因为含有MgCl2而不能对含镧镁合金进行除铁净化处理。
总之，目前尚无针对含镧镁合金的净化熔剂，因此，针对含镧镁合金，迫切需要开发一种能实现多重作用的复合净化熔剂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有镁合金精炼剂的不足，提出一种含镧镁合金复合净化熔剂及其生产方法，制得的复合净化熔剂针对含镧镁合金的精炼处理，既能抑制合金中稀土元素镧的损耗，又能减少合金中有害杂质元素铁的含量，同时还具有很好的去除非金属夹杂物的净化功能。
为实现这一目的，本发明在现有精炼剂的基础上，针对含镧镁合金的特点，对复合净化熔剂的化学组分作了调整，同时添加了两种活性物质。本发明提供的含镧镁合金复合净化熔剂的组分及其质量百分数范围为30-50％氯化镁、15-25％氯化钠、15-25％氯化钾、2-7％氯化钙、3-7％氯化钡、5-15％碳酸镧和5-15％四硼酸钾。
本发明的复合净化熔剂的生产方法为将坩埚升温后，加入氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化钡，升温到760-790℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机碾磨成粉状，过筛后加入两种活性剂碳酸镧和四硼酸钾，并用球磨机混合，配好的熔剂装入密闭容器中备用。
使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到725-745℃时，将1.5-2.5％的复合净化熔剂不断撒于液面，同时上下搅动，使镁液循环流动，以延长熔剂液滴的流程，通常保持15分钟左右至液面呈光亮镜面为止。
本发明提供的含镧镁合金复合净化熔剂具有显著的优点，克服了以往熔剂的不足，实现了对含镧镁合金的熔剂净化。在使用过程中，熔剂中碳酸镧可以起到抑制反应向右进行的作用，即抑制熔剂净化过程中合金中昂贵镧元素的损耗，提高收得率；溶剂中的硼酸钾在精炼温度下释放出硼原子，并与合金中的铁原子结合形成高密度的化合物沉淀，从而有效的降低合金中的有害元素铁的含量。另外，需要强调的是，该熔剂除了具有上述双重功能之外，其去除非金属夹杂物的净化功能并未降低，能强烈的吸附进而去除合金中的非金属夹杂物，从而具有了目前所有熔剂所不具备的三重功效，即去杂、除铁和抑制稀土镧损耗。同时该熔剂化学稳定性好，有害气体量少，而且熔剂加入方便、操作工艺简单，价格低廉。
具体实施例方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下实施例不构成对本发明技术方案的限定。
实施例1含镧镁合金复合净化熔剂成分(质量百分数)50％氯化镁、15％氯化钠、20％氯化钾、2％氯化钙、3％氯化钡、5％碳酸镧和5％四硼酸钾。
熔剂的生产方法为将坩埚升温到约250℃后，加入氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化钡，升温到760℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机碾磨成粉状，用20号筛过筛。之后加入碳酸镧和四硼酸钾，并用球磨机混合，配好的熔剂装入密闭容器中备用。
使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到735℃时，将2％的复合净化熔剂不断撒于液面，同时上下搅动，使镁液循环流动，以延长熔剂液滴的流程，保持15分钟左右至液面呈光亮镜面为止。用于含镧镁合金，其镧收得率达83％，铁含量降低到0.0048％。
实施例2含镧镁合金复合净化熔剂成分(质量百分数)40％氯化镁、16％氯化钠、15％氯化钾、7％氯化钙、4％氯化钡、10％碳酸镧和8％四硼酸钾。
熔剂的生产方法为将坩埚升温到约250℃后，加入氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化钡，升温到775℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机碾磨成粉状，用30号筛过筛。之后加入碳酸镧和四硼酸钾，并用球磨机混合，配好的熔剂装入密闭容器中备用。
使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到735℃时，将2％的复合净化熔剂不断撒于液面，同时上下搅动，使镁液循环流动，以延长熔剂液滴的流程，保持15分钟左右至液面呈光亮镜面为止。用于含镧镁合金，其镧收得率达90％，铁含量降低到0.0043％。
实施例3含镧镁合金复合净化熔剂成分(质量百分数)30％氯化镁、19％氯化钠、16％氯化钾、3％氯化钙、5％氯化钡、12％碳酸镧和15％四硼酸钾。
熔剂的生产方法为将坩埚升温到约250℃后，加入氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化钡，升温到790℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机碾磨成粉状，用40号筛过筛。之后加入碳酸镧和四硼酸钾，并用球磨机混合，配好的熔剂装入密闭容器中备用。
使用时，当镁合金在电阻坩埚炉内熔炼升温到735℃时，将2％的复合净化熔剂不断撒于液面，同时上下搅动，使镁液循环流动，以延长熔剂液滴的流程，保持15分钟左右至液面呈光亮镜面为止。用于含镧镁合金，其镧收得率达95％，铁含量降低到0.0036％。
权利要求
1.一种含镧镁合金复合净化熔剂，其特征在于组分及质量百分数为30-50％氯化镁、15-25％氯化钠、15-25％氯化钾、2-7％氯化钙、3-7％氯化钡、5-15％碳酸镧和5-15％四硼酸钾。
2.一种权利要求1的含镧镁合金复合净化熔剂的生产方法，其特征在于将坩埚升温后，加入氯化镁、氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化钡，升温到760-790℃，搅拌均匀，浇注成块，破碎后装入球磨机碾磨成粉状，过筛后加入碳酸镧和四硼酸钾并用球磨机混合，配好的熔剂装入密闭容器中备用。
全文摘要
本发明提供了一种含镧镁合金复合净化熔剂及其生产方法，复合净化熔剂的化学组成除了30－50％氯化镁、15－25％氯化钠、15－25％氯化钾、2－7％氯化钙、3－7％氯化钡外，还加入了5－15％碳酸镧和5－15％四硼酸钾。本发明制成的含镧镁合金复合净化熔剂具有三重功效，第一，抑制含镧镁合金在熔剂净化过程中稀土镧的损耗；第二，有效的降低合金中的有害元素铁的含量；第三，强烈的吸附进而去除合金中的非金属夹杂物。熔剂化学稳定性好，有害气体量少，而且熔剂加入方便、操作工艺简单，价格低廉。
文档编号C22C23/06GK1772931SQ20051011020
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月10日 优先权日2005年11月10日
发明者高洪涛, 吴国华, 丁文江 申请人:上海交通大学