优化镁液生产中的覆盖剂保护措施

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：覆盖剂要求在保证覆盖镁液不发生燃烧、不氧化的条件下尽可能少加，以确保镁液质量以及降低生产成本。表2-6 几种覆盖剂的熔点、密度及粘度铺开性和持续保护性熔剂撒到镁液表面后很快熔化，在表面张力和“发泡”的作用下自动铺开形成连续的熔剂保护层。覆盖剂的铺开性越好，其对镁液的保护性能也越好，用量也减少。

当镁合金在大气中熔炼时，常使用熔剂保护，即在镁熔体表面撒上覆盖剂。镁合金用熔剂的化学成分见表2-5。熔剂应保持干燥，在使用前须在300℃的烘箱中烘烤两小时以上。覆盖剂要求在保证覆盖镁液不发生燃烧、不氧化的条件下尽可能少加，以确保镁液质量以及降低生产成本。熔剂在进货后，应抽样进行小炉试验，确定质量合格后方可在生产线上使用。

表2-5 镁合金用熔剂的化学成分（质量分数）

1.覆盖剂性能要求

（1）熔点

合适的熔点是镁合金熔剂的基本要求。从使用角度看，覆盖剂的熔点应比精炼剂的熔点低一些。熔剂熔点的测定可采用两种方法进行：一是取200g熔剂在刚玉坩埚中熔化，并过热到600℃，然后停止加热，在熔剂液中插入直径0.3mm热电偶，并用温度记录仪记录其凝固曲线，取其温度平坦部分为其熔点；另一种方法是取2～3g熔剂放在铂金坩埚内，采用差热分析方法进行测定。国内常用的RJ2熔剂、以及一种德国覆盖剂的熔点见表2-6。

（2）密度

镁合金的密度较小，熔剂的密度应尽可能接近或小于镁的密度。若熔剂的密度较大，则熔剂容易下沉，对镁液的保护作用时间就短。几种覆盖剂的密度列于表2-6。

（3）粘度

熔剂的粘度与组成的盐类和其温度有关。镁合金熔剂中，希望有一个合适的粘度。粘度低，熔剂的铺开性好，易和镁液分离，发泡剂易于分解；粘度高，熔剂铺开性差，和镁液分离困难。由于缺乏测定高温腐蚀介质粘度的专用仪器，参照熔模精密铸造中浆料的测定方法，用粘度杯漏完时间来评定熔剂高温粘度。粘度杯由铸铁加工而成，壁厚3mm，容积为100mL，小孔直径为6mm。测定前把漏斗放在箱式电炉中加热到700℃。测定时，取出漏斗放在架子上，把熔融的熔剂倒入杯中，测定其漏完的时间。几种覆盖剂的熔点、密度及粘度见表2-6。

表2-6 几种覆盖剂的熔点、密度及粘度

（4）铺开性和持续保护性

熔剂撒到镁液表面后很快熔化，在表面张力和“发泡”的作用下自动铺开形成连续的熔剂保护层。覆盖剂的铺开性越好，其对镁液的保护性能也越好，用量也减少。

持续保护性指在镁液表面加入一定量的熔剂后，形成的熔剂保护层不老化不下沉，仍对镁液有保护作用的时间。

（5）有害气体的排放量

镁合金熔剂由氯盐、氟盐所组成，使用中会有一定量的HCl、HF、Cl₂及粉尘排出，尽可能减少排出的有害气体是衡量熔剂质量的关键之一。

2.熔剂保护的缺点

使用保护熔剂熔炼通常会带来以下问题：第一，氯盐和氟盐高温下易挥发产生某些有毒气体如HCl、Cl₂等。第二，所用熔剂的密度一般较大，如RJ-2熔剂的密度在2.0g/cm³以上，大于镁合金的密度。因此，在熔炼过程中熔剂会下沉，需要不断添加熔剂。而且部分熔剂作为熔渣残留在合金液中形成夹杂物，降低合金的力学性能。这也是使用熔剂熔炼后镁合金铸件的常见缺陷。第三，熔剂挥发的气体（如HCl）有可能渗入合金液中，成为材料使用过程中的腐蚀源，加速材料腐蚀，降低使用寿命。

优化镁液生产中的覆盖剂保护措施

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