一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的半連續鑄造方法
【專利摘要】一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的半連續鑄造方法，它涉及一種合金鑄錠的熔煉及半連續鑄造方法。本發明的目的是要解決現有不含鋯的高鋅鎂鋅錳合金鑄錠在鑄造過程中產生極易產生元素偏析和鑄造開裂的問題。主要步驟為熔煉、精煉、半連續鑄造。本發明的優點：一、經本發明制備的高鋅鎂合金半連續鑄錠組織均勻，無氣孔疏松，雜質含量極低；二、本發明制備的半連續高鋅鎂鋅錳合金鑄錠直徑為220mm-230mm，外觀完整圓潤，組織均勻，不存在任何鑄造裂紋。本發明可獲得一種不含鋯的高鋅鎂鋅錳合金鑄錠。
【專利說明】一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的半連續鑄造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的鑄造方法，它涉及一種合金鑄錠的熔煉及 半連續鑄造方法。

【背景技術】
[0002] 高鋅鎂合金鑄錠屬于鎂鋅錳系高強變形鎂合金，主要應用與航空、航天以及汽車 等領域。鋅作為本高鋅鎂合金中主要的強化元素，隨著鋅元素的添加，合金的強度大大增 力口。但是由于高鋅鎂合金鑄態組織中鋅元素以及MgZn化合物的沿晶界分布特性，使得合金 的熱裂傾向大大增加。因此高鋅鎂合金在鑄造過程中極容易開裂，特別是半連續鑄造過程 中，造成成爐或者成批報廢。目前商用高強變形鎂合金ZK60，由于鋯元素的添加，不僅明顯 地細化晶粒，而且鋯元素可以有效地降低高鋅ZK60鎂合金的熱裂傾向。因此，雖然目前高 鋅的鎂鋅鋯合金的鑄造工藝已經較為成熟，但是用于到高鋅的鎂鋅錳合金中依然存在著一 定的困難。另一方面，鋯元素價格昂貴，并且熔煉過程中易于鐵、硅等雜質形成難熔化合物， 雖然降低雜志含量，但是也大大增加了鋯元素的損失，因此與鎂鋅鋯合金相比，高鋅的鎂鋅 錳合金具有無可比擬的優勢。


【發明內容】

[0003] 為解決現有的高鋅鎂鋅錳合金半連續鑄錠在熔煉過程中產生雜質含量偏高，鑄造 過程中因澆鑄溫度、鑄造速度不當而產生大量裂紋或的問題，本發明提供一種高鋅鎂鋅錳 合金的半連續鑄錠的制備方法。
[0004] 一種高鋅鎂合金鑄錠的制備方法具體是按以下步驟完成的： 一種高鋅鎂鋅錳合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟： a) 按照元素質量百分比鋅：6. 0%-6. 3%，錳：0. 7%-0. 9%，余量為鎂，分別稱取鎂錠、鋅錠 和鎂錳中間合金； b) 將鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C _755°C熔煉； c) 待鎂錠和鎂錳中間合金熔化后加入鋅錠，保溫30分鐘； d) 將爐體溫度控制在700°C _750°C，往熔體中持續通入氬氣10-20分鐘，同時不斷地往 熔體表面灑阻燃溶劑； e) 去除經過精煉的熔體表面的浮渣； f) 熔體經過除渣后在690°C _755°C靜置30分鐘，使雜質沉降得到靜置熔體； g) 將靜置熔體在660°C_685°C鑄造，鑄造速度65mm-95mm/分鐘，鑄造時爐內溫度 715°C _750°C，得到半連續鑄錠。
[0005] 在步驟b中，鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C _755°C熔煉。
[0006] 在步驟d中，將爐體溫度控制在700°C _705°C，往熔體中持續通入氬氣10-20分 鐘，同時不斷地往熔體表面灑阻燃溶劑。
[0007] 在步驟f中，合金熔體經過除渣后在690°C -7KTC靜置30分鐘，使雜質沉降得到 靜置熔體。
[0008] 在步驟g中，將靜置熔體在675°C _685°C鑄造；鑄造速度85mm-95mm/分鐘。
[0009] 在步驟g中，鑄造時爐內溫度740°C -750°c。
[0010] 在步驟a與步驟b之間有步驟：將氯化鉀加入熔煉爐中，在780°C _790°C保溫氯化 鉀熔化，涮洗熔煉爐。
[0011] 本發明的有益效果：和現有技術相比，本發明步驟b、d、f中合金在較低的熔煉和 保溫，有效地降低了合金中鐵、硅等雜質元素的含量；步驟d中通入氬氣進行無溶劑熔煉避 免合金中引入子女的雜質元素；步驟g中適當的半連續鑄造溫度和鑄造速度有效地保證了 合金鑄錠表面平整、不開裂和鋅元素分布均勻。和現有技術相比，本發明的優點：一、本發明 制備的高鋅鎂鋅錳合金鑄錠組織均勻，無氣孔和夾渣，熔體雜質含量(特別是鐵含量）極低； 二、本發明制備的高鋅鎂鋅錳合金鑄錠直徑220mm-230mm，外觀平整，無任何熱裂裂紋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是實施例一合金鑄錠。
[0013] 圖2是實施例二合金鑄錠。
[0014] 圖3是實施例三合金鑄錠。

【具體實施方式】
[0015] 實施例一： 本實施例是一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的制備方法，具體是按照以下步驟完成： a) 按照元素質量百分比鋅：6. 0%-6. 3%，錳：0. 7%-0. 9%，余量為鎂，分別稱取鎂錳中間 合金(一種原料)、鎂錠和鋅錠； b) 將鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C _755°C熔煉； c) 待鎂錠和鎂錳中間合金熔化后加入鋅錠，保溫30分鐘； d) 將爐體溫度控制在750°C _755°C，往熔體中持續通入氬氣10分鐘，同時不斷地往熔 體表面灑阻燃溶劑； e) 去除經過精煉的熔體表面的浮渣； f) 熔體經過除渣后在645°C _755°C靜置30分鐘，使雜質沉降得到靜置熔體； g) 將靜置熔體在660°C-670°C鑄造，鑄造速度65mm-75mm/分鐘，鑄造時爐內溫度 715°C _725°C，得到半連續鑄錠。
[0016] 實施例二： 本實施例是一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的制備方法，具體是按照以下步驟完成： a) 按照元素質量百分比鋅：6. 0%-6. 3%，錳：0. 7%-0. 9%，余量為鎂，分別稱取鎂錳中間 合金(一種原料)、鎂錠和鋅錠； b) 將氯化鉀加入熔煉爐中，在780°C保溫氯化鉀熔化，涮洗熔煉爐； c) 將鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C -710°C熔煉； d) 待鎂錠和鎂錳中間合金熔化后加入鋅錠，保溫30分鐘； e) 將爐體溫度控制在700°C _705°C，往熔體中持續通入氬氣15分鐘，同時不斷地往熔 體表面灑阻燃溶劑； f) 去除經過精煉的熔體表面的浮渣； g) 熔體經過除渣后在690°C -7KTC靜置30分鐘，使雜質沉降得到靜置熔體； h) 將靜置熔體在660°C-670°C鑄造，鑄造速度65mm-75mm/分鐘，鑄造時爐內溫度 715°C _725°C，得到半連續鑄錠。
[0017] 實施例三： 本實施例是一種高鋅鎂鋅錳合金鑄錠的制備方法，具體是按照以下步驟完成： a) 按照元素質量百分比鋅：6. 0%-6. 3%，錳：0. 7%-0. 9%，余量為鎂，分別稱取鎂錳中間 合金(一種原料)、鎂錠和鋅錠； b) 將氯化鉀加入熔煉爐中，在780°C保溫氯化鉀熔化，涮洗熔煉爐； c) 將鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C -710°C熔煉； d) 待鎂錠和鎂錳中間合金熔化后加入鋅錠，保溫30分鐘； e) 將爐體溫度控制在700°C _705°C，往熔體中持續通入氬氣20分鐘，同時不斷地往熔 體表面灑阻燃溶劑； f) 去除經過精煉的熔體表面的浮渣； g) 熔體經過除渣后在690°C -7KTC靜置30分鐘，使雜質沉降得到靜置熔體； h) 將靜置熔體在675°C_685°C鑄造，鑄造速度85mm-95mm/分鐘，鑄造時爐內溫度 740°C _750°C，得到半連續鑄錠。
[0018] 在具體實施例中，實施例一與實施例二、三的不同之處在于：熔煉過程中未使用 氯化鉀涮洗熔煉爐，并且實施例一中的半連續鑄造溫度低于實施例三；實施例二與實施例 三的熔煉均在較低的溫度下（700°c)進行；實施例二半連續鑄造溫度與實施例一相等，低 于實施例三；實施例三熔煉溫度與實施例二相等，但是鑄造溫度和鑄造速度高于實施例一、 二。對于高鋅的鎂鋅錳合金，鑄造速度過快，溫度過高，合金鑄錠會出現較多的裂紋；鑄造速 度過慢，溫度過低，合金鑄錠表面不平整。
[0019] 實施例一也可以使用氯化鉀涮洗熔煉爐，實施例二、三也可以不使用氯化鉀涮洗 熔煉爐。
[0020] 采用下述實施例驗證本發明效果： 實施例四： a) 按照元素質量百分比鋅：6. 1%，錳：0. 9%，余量為鎂，分別稱取分別稱取鎂錳中間合 金(一種原料)、鎂錠和鋅錠； b) 將氯化鉀加入熔煉爐中，在780°C保溫氯化鉀熔化，涮洗熔煉爐； c) 將鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在700°C熔煉； d) 待鎂錠和鎂錳中間合金熔化后加入鋅錠，保溫30分鐘； e) 將爐體溫度控制在700°C，往熔體中持續通入氬氣15分鐘，同時不斷地往熔體表面 灑阻燃溶劑； f) 去除經過精煉的熔體表面的浮渣； g) 熔體經過除渣后在680°C靜置30分鐘，使雜質沉降得到靜置熔體； h) 將靜置熔體在675°C _685°C鑄造，鑄造速度90mm/分鐘，鑄造時爐內溫度740°C，得 到半連續鑄錠。
[0021] 上述四個實施例中阻燃溶劑按質量比為：氯化鎂：40_46%，氯化鉀：30_34%，氯化 鈉：< 7%，氯化鈣< I. 5%，余量為水。
[0022] 實施例四制備的高鋅鎂鋅錳合金鑄錠直徑為230_，表面外觀完整，無裂紋和明顯 的氣孔、疏松、夾渣。
[0023] 合金鑄錠外觀形貌如附圖1-3所示，從圖中可以看出過低的鑄造速度，合金鑄錠 表面不平整。
[0024] 在實施例得到的高鋅鎂鋅錳合金鑄錠距離上下兩端15cm和鑄錠中部各取樣(鑄 錠長I. 5m)，采用直讀光譜儀對所取樣品進行化學元素分析，所有元素含量均取三次測量的 平均值，其數據列于表一。
[0025] 表一、直讀光譜儀測得各元素含量(質量百分數）

【權利要求】
1. 一種高鋅鎂鋅錳合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟： a) 按照元素質量百分比鋅：6. 0%-6. 3%，錳：0. 7%-0. 9%，余量為鎂，分別稱取鎂錠、鋅 錠和鎂錳中間合金； b) 將鎂錠與鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C _755°C熔煉； c) 待鎂錠與鎂錳中間合金熔化后加入鋅錠，保溫30分鐘； d) 將爐體溫度控制在700°C _750°C，往熔體中持續通入氬氣10-20分鐘，同時不斷地 往熔體表面灑阻燃溶劑； e) 去除經過精煉的熔體表面的浮渣； f) 熔體經過除渣后在690°C _755°C靜置30分鐘，使雜質沉降得到的靜置熔體； g) 將靜置熔體在660°C _685°C鑄造，鑄造速度65mm-95mm/分鐘，鑄造時爐內溫度 715°C _750°C，得到半連續鑄錠。
2. 如權利要求1所述的高鋅鎂合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，在步驟b中， 鎂錠以及鎂錳中間合金加入熔煉爐中，將其在690°C -755°C熔煉。
3. 如權利要求1所述的高鋅鎂合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，在步驟d中， 將爐體溫度控制在700°C _705°C，往熔體中持續通入氬氣10-20分鐘，同時不斷地往熔體表 面灑阻燃溶劑。
4. 如權利要求1所述的高鋅鎂合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，在步驟f中， 合金熔體經過除渣后在690°C -710°C靜置30分鐘，使雜質沉降。
5. 如權利要求1所述的高鋅鎂合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，在步驟g中， 將靜置熔體在675°C _685°C鑄造；鑄造速度85mm-95mm/分鐘。
6. 如權利要求1所述的高鋅鎂合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在于，在步驟g中， 鑄造時爐內溫度740°C _750°C。
7. 如權利要求1-6任一權利要求所述的高鋅鎂合金半連續鑄錠的制備方法，其特征在 于，在步驟a與步驟b之間有步驟：將氯化鉀加入熔煉爐中，在780°C _790°C保溫氯化鉀熔 化，涮洗熔煉爐。
【文檔編號】B22D11/00GK104384461SQ201410656750
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】郝杰, 盧發海, 張丁非, 余大亮 申請人:鶴壁萬德芙鎂科技有限公司