镁锰中间合金及其制备方法与流程

本申请涉及合金材料，具体涉及一种镁锰中间合金及其制备方法。

背景技术：

1、镁合金具有密度低、机械性能优良、化学性质优良和可回收利用等优点，因而被称为“绿色合金”。目前常见的镁合金主要为mg-al系、mg-zn系、mg-mn系、mg-ca系、mg-si系和mg-re系等。mn元素是镁合金中常用的合金化元素之一，mn元素容易与有害杂质形成化合物，沉降于熔体底部，捞渣去除，如可以和熔体中的fe元素结合，降低杂质含量，同时，锰溶入α-镁中可提高基体电位，镁合金耐腐蚀性提高。mn元素可以除杂和细化晶粒的特点，使mg-mn系合金具有良好的冲压、挤压和轧制工艺性能，且应力腐蚀倾向小，因此已被广泛地应用于汽车工业、电子产品、航空、军事等领域。

2、在mg-mn系合金以及其他镁合金的冶炼过程中，常需要加入镁锰中间合金，用于向合金中添加锰元素，改变镁合金的含锰量。传统方法中，镁锰中间合金的制备方法有：（1）中频感应熔炼法，该方法的制备温度通常为1000℃，耗能高，所制备的mg-mn中间合金中α-mn粗大，偏析严重。该方法最高只能制备出锰含量为8-10wt%的镁锰中间合金，mn含量较低，不利于后续牌号合金的生产；（2）熔盐熔炼法，该方法制备的镁锰中间合金易夹杂熔盐，导致其易潮解，存储性差。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种镁锰中间合金及其制备方法。本申请所提供的制备方法不使用盐类物质，可有效减少熔盐夹杂，且熔炼温度低，耗能低，所制备的镁锰中间合金成分均匀，α-mn细小、分散。

2、本申请的第一方面，提供一种镁锰中间合金的制备方法，包括以下步骤：

3、在保护性气体的条件下，将镁源和预处理锰源进行熔炼，制备熔炼料；

4、将所述熔炼料浇铸后，制备所述镁锰中间合金；

5、其中，所述预处理锰源中所含有氧元素的质量百分比≤0.03%；

6、所述熔炼的工艺参数包括：熔炼温度为620℃~850℃。

7、在其中一个实施例中，所述预处理锰源的制备步骤包括：

8、对锰源表面进行去氧化处理，制备所述预处理锰源。

9、在其中一个实施例中，所述去氧化处理包括机械打磨、电化学去除氧化层和酸洗中的一种或多种。

10、在其中一个实施例中，所述镁源中包含的镁元素与所述预处理锰源中包含的锰元素的质量比为（15~19）：（1~4）。

11、在其中一个实施例中，所述熔炼在搅拌条件下进行，搅拌的方式包括人工搅拌、机械搅拌和电磁搅拌中的一种或多种。

12、在其中一个实施例中，所述机械搅拌的工艺参数包括：搅拌转速为50r/min~450r/min。

13、在其中一个实施例中，所述电磁搅拌的工艺参数包括：搅拌功率为30kw~80kw，搅拌频率为50hz~800hz。

14、在其中一个实施例中，所述熔炼的工艺参数还包括：熔炼时间为30min~150min。

15、在其中一个实施例中，所述保护性气体包括氩气、二氧化碳、氮气和六氟化硫中的一种或多种。

16、本申请的第二方面，提供一种镁锰中间合金，通过本申请第一方面任一项实施例所述的制备方法制备得到。

17、在其中一个实施例中，所述镁锰中间合金中锰元素的质量百分比为5%~20%。

18、本申请的第三方面，提供一种镁合金，通过本申请第二方面任一项实施例所述的镁锰中间合金作为制备原料制备得到。

19、本申请提供的镁锰中间合金的制备方法，通过使用氧的质量百分比≤0.03%的预处理锰源，可以有效提高锰在镁液中的溶解性，使本申请制备的镁锰中间合金的成分均匀，α-mn细小、分散。同时，本申请提供的制备方法不使用盐类物质，可有效避免合金中熔盐夹杂导致合金易潮解的缺点，以及对设备及配套设施腐蚀损害的缺点；进一步地，本申请提供的制备方法中，熔炼温度为620℃~850℃，其熔炼温度低，能够有效避免锰燃烧产生大量的烟尘，环境友好，能耗低，生产成本低，易于实现工业化生产。

技术特征：

1.一种镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，所述预处理锰源的制备步骤包括：

3.根据权利要求2所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，所述去氧化处理包括机械打磨、电化学去除氧化层和酸洗中的一种或多种。

4.根据权利要求1~3任一项所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，所述镁源中包含的镁元素与所述预处理锰源中包含的锰元素的质量比为（15~19）：（1~4）。

5.根据权利要求1~3任一项所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼在搅拌条件下进行，搅拌的方式包括人工搅拌、机械搅拌和电磁搅拌中的一种或多种，所述搅拌的工艺参数具有如下特征中的一种或多种：

6.根据权利要求1~3任一项所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼的工艺参数还包括：熔炼时间为30min~150min。

7.根据权利要求1~3任一项所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于，所述保护性气体包括氩气、二氧化碳、氮气和六氟化硫中的一种或多种。

8.一种镁锰中间合金，其特征在于，通过权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的镁锰中间合金，其特征在于，所述镁锰中间合金中锰元素的质量百分比为5%~20%。

10.一种镁合金，其特征在于，通过权利要求8或9所述的镁锰中间合金作为制备原料制备得到。

技术总结
本申请属于合金材料技术领域，具体涉及镁锰中间合金及其制备方法。本申请提供的镁锰中间合金的制备方法，通过使用氧的质量百分比≤0.03%的预处理锰源，可以有效提高锰在镁液中的溶解性，使本申请制备的镁锰中间合金的成分均匀，α‑Mn细小、分散。同时，本申请提供的制备方法不使用盐类物质，可有效避免合金中熔盐夹杂导致合金易潮解的缺点，以及对设备及配套设施腐蚀损害的缺点；进一步地，本申请提供的制备方法中，熔炼温度为620℃~850℃，其熔炼温度低，能够有效避免锰燃烧产生大量的烟尘，环境友好，能耗低，生产成本低，易于实现工业化生产。

技术研发人员：罗天纵,姚茂海,王靖喜,李杰,吕晶,代旺,许喆,谢文
受保护的技术使用者：湖南稀土金属材料研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24