DOC《高纯Mg-Cu-Y合金熔炼工艺研究》

高纯Mg-Cu-Y合金熔炼工艺研究 毛贵国,刘俊成,何庆坤,王进 (山东理工大学 材料科学与工程学院,山东淄博 255049) 摘要:在真空中频感应熔炼炉中制取高纯镁基Mg-Cu-Y合金.

根据荧光光谱分析结果,考察中间合金、保温时间以及浇铸模具对合金成分均匀性的影响.结果表明,中间合金的熔炼对于合金成分的均匀有决定性的影响,保温时间越长越有利于合金元素分布均匀,浇铸模具影响合金在凝固过程中的偏析程度,保护气体可以抑制合金液的挥发,对合金成分均匀性影响较小. 关键词: 感应熔炼;

成分均匀性;

高纯合金;

Mg-Cu-Y合金 中图分类号:TG244;

TG146.22 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2012)05-0000-00 Research on Melting Technology of High Purity Mg-Cu-Y Alloy MAO Gui-guo, LIU Jun-cheng, HE Qing-kun, WANG Jin (College of Materials Science and Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, Shandong, China) Abstract: High purity Mg-Cu-Y alloys was prepared in vacuum intermediate frequency induction smelting furnaces. The effects of intermediate alloy, holding time and casting mould on the alloy composition homogenization were investigated according to fluorescence spectrum analysis result. The results show that the smelting of intermediate alloy has critical effect on alloy composition homogenization;

the longer holding time is in favor of the alloy composition homogenization;

casting mould could effect the segregation degree of alloy during solidification;

and the pressure of protection gas could efficiently inhibit the volatilization of molten alloy, however has no influence on the homogenization of chemical composition. Key words:inductive smelting;

homogenization;

high purity alloy;

Mg-Cu-Y alloy 镁合金具有密度小、比强度高、减震性好[1]、散热性佳以及易于回收、抗电磁干扰及屏蔽能力强等诸多优点[2],同时常规的镁合金耐腐蚀性能差、韧性不高,制约了镁合金的广泛应用.现在块体镁基非晶合金[3]能较好地解决这一矛盾.制备块体非晶合金要求母合金有较高的纯度和成分均匀性.但是镁的活性极高,在熔炼过程中极易氧化燃烧[4],镁的熔点低,熔炼过程中挥发严重,镁的密度小,在与其他金属元素合成熔炼过程中难以保证合金成分均匀[5].本试验通过通入高纯氩气作为保护气体[6],通过中频感应熔炼炉的电磁搅拌作用和对熔炼合金液的机械搅拌,使合金液充分均匀混合[7].试验研究了保护气体压力、中间合金、保温时间、浇铸模具等因素对合金成分均匀性的影响.

1 试验方案 采用99.95%的工业纯镁、99.9%电解铜板和99.99%高纯钇在高纯氧化镁坩埚中感应熔炼设计成分为Mg 65%、Cu 25%、Y 10%的高纯合金.首先将金属铜和钇放入坩埚中,金属镁放入炉体上部的加料仓内,对真空中频感应炉(ZG-10A)抽真空,使炉内真空度达到10-3 Pa.通入高纯氩气作为保护气体.熔炼分两步进行,首先熔炼铜钇中间合金,铜钇熔化后,升高温度至1

600 ℃对铜钇合金进行精炼,同时使铜钇混合均匀,然后降低温度至450 ℃,从炉顶加料口加入纯镁.控制炉温使镁缓慢融化,镁完全熔化后保温5~10 min,最后将合金液浇入预热的模具中.对浇铸出来的Φ50 mm*50 mm的圆柱铸锭在上、中、下取圆饼试样,然后在圆饼试样的圆心、r/

4、r/

2、3r/4和边沿处取样,采用XRF检测合金的成分均匀性.

2 试验结果及分析 2.1中间合金对均匀性的影响 金属镁、铜和钇的熔点分别是650 ℃、1