镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺
在熔炼镁合金过程中必须有效地防止金属的氧化或燃烧,可以通过在金属熔体表面撒熔剂或无熔剂工艺来实现.通常添加微量的金属铍和钙来提高镁熔体的抗氧化性.熔剂熔炼和无熔剂熔炼是镁合金熔炼与浇注过程的两大类基本工艺.1970年之前,熔炼镁合金主要是采用熔剂熔炼工艺.熔剂能去除镁中杂质并且能在镁合金熔体表面形成一层保护性薄膜,隔绝空气.然而熔剂膜隔绝空气的效果并不十分理想,熔炼过程中氧化燃烧造成的镁损失还是比较大.此外,熔剂熔炼工艺还存在一些问题,一方面容易产生熔剂夹杂,导致铸件力学性能和耐蚀性下降,限制了镁合金的应用;另一方面熔剂与镁合金液反应生成腐蚀性烟气,破坏熔炼设备,恶化工作环境.为了提高熔化过程的安全性和减少镁合金液的氧化,20世纪70年代初出现了无熔剂熔炼工艺,在熔炼炉中采用六氟化硫(SF6)与氮气(N2)或干燥空气的混合保护气体,从而避免液面和空气接触.混合气体中SF6的含量要慎重选择.如果SF6 含量过高,会侵蚀坩锅降低其使用寿命;如果含量过低,则不能有效保护熔体.总的来说,无论是熔剂熔炼还是无熔剂熔炼,只要操作得当,都能较好地生产出优质铸造镁合金.
1熔炼保护工艺
(1)熔剂保护熔炼工艺
将熔体表面与氧气隔绝是安全地进行镁合金熔炼的最基本要求.早期曾尝试采用气体保护系统,但效果并不理想.后来,人们开发了熔剂保护熔炼的工艺.镁合金用熔剂见表7.3.在熔炼过程中,必须避免坩锅中熔融炉料出现"搭桥"现象,将余下的炉料逐渐添加到坩锅内,保持合金熔体液面平稳上升,并将熔剂轻轻撒在熔体表面.
每种镁合金都有各自的专用熔剂,必须严格遵守供应商规定的熔剂使用指南.在熔化过程中,必须防止炉料局部过热.采用熔体氯化工艺熔炼镁合金时,必须采取有效措施收集Cl2.在浇注前,要对熔体仔细撇渣,去氧化物,特别是影响抗蚀性的氯化物.浇注后,通常将硫粉撒在熔体表面以减轻其在凝固过程中的氧化.
(2)无熔剂保护工艺
压铸技术中采用熔剂熔炼工艺会带来一些操作上的困难,特别是在热压室压铸中,这种困难更加严重.同时,熔剂夹杂是镁合金铸件最常见的缺陷,严重影响铸件的力学性能和耐蚀性,大大阻碍了镁合金的广泛应用.20世纪70 年代初,无熔剂熔炼工艺的开发成功是镁合金应用领域中的一个重要突破,对镁合金工业的发展有着革命性的意义.
1)气体保护机理
如上所述,纯净的N2,Ar,Ne 等惰性气体虽然能对镁及其合金熔体起到一定的阻燃和保护作用,但效果并不理想.N2易与镁反应,生成Mg3N2 粉状化合物,结构疏松,不能阻止反应的进行.Ar和Ne等惰性气体虽然与Mg不反应,但无法阻止镁的蒸发.
大量试验研究表明,CO2,SO2,SF6 等气体对镁及其合金熔体可以起到良好的保护作用,其中以SF6的效果最佳.
熔体在干燥纯净的CO2中氧化速度很低.高温下CO2与镁的化学反应方程式为
2Mg(L)+CO2=2 MgO(S)+C
反应产物为无定型碳,它可以填充与氧化膜的间隙处,提高熔体表面氧化膜的致密性,此外还能强烈地抑制镁离子透过表面膜的扩散运动,从而抑制镁的氧化.
SO2与镁的化学反应方程式为
3Mg(L)+SO2=2 MgO(S)+ MgS(S)
反应产物在熔体表面形成一薄层较致密的MgS/ MgO复合膜,可以抑制镁的氧化.20世纪70年代,SF6的保护效果没有得到认可前,人们广泛采用SO2气体来抑制镁合金的氧化与燃烧.
SF6是一种人工制备的无毒气体,相对分子质量为164.1,密度是空气的4倍,发生化学反应可能产生有毒气体,在常温下及其稳定.含SF6的混合气体与镁可以发生一系列的复杂反应.
2Mg(L)+O2=2 MgO(S)
2Mg(L)+O2+SF6=2 MgF2(S)+ SO2+ F2
2MgO(S)+SF6=2 Mg F2(S)+ SO2+ F2
MgF2的致密度高,它与MgO一起可形成连续致密的氧化膜,对熔体起到良好的保护作用.应当注意的是,采用含SF6保护气氛时,一定
不能含有水蒸气,否则水分的存在会大大加剧镁的氧化,还会产生有毒的HF气体.
然而,各种气体对镁合金熔体的保护效果可能与合金系有
关.M.H.Kim等开展了保护性气体对Mg-Ca系合金熔体氧化特性影响的研究,发现Ar,N2,和CO2三种气体中N2的保护效果最好.流速较小时,CO2与镁合金熔体反应生成的氧化层具有双层多孔性结构,表层富碳,内层富氧,不能抑制Mg-Ca系合金熔体的氧化与燃烧.显然,Kim与其他人的研究结果相悖.
2)SF6保护气氛
目前,人们在镁合金熔炼与生产过程中广泛采用SF6保护气
氛.SF6保护气氛是一种非常有效的保护气氛,能显著降低熔炼损耗,在铸锭生产行业和压铸工业中得到普遍应用.实验研究表明,含
0.01vol.%SF6的混合气体可有效地保护熔体,但实际操作中,为了补充SF6与熔体反应与泄漏造成的损耗,SF6的浓度要高些.在配置混合气体时,一般应采用多管道,多出口分配,尽量接近液面且分配均匀,并且需要定期检查管道是否堵塞和腐蚀.采用SF6保护气氛熔炼合金时,应尽可能提高浇注温度,熔体液面高度和给料速度的稳定性,以避免破坏液面上方SF6气体的浓度.此外要注意保护气体与坩锅发生反应,否则反应产物(FeF3,Fe2O3)将与镁发生剧烈反应.
SF6保护气氛主要有两种,一种时干燥空气与SF6的混合物,另一种时干燥空气与CO2 和SF6的混合物.SF6保护气氛中SF6浓度较低(1.7～2)vol.%,且无毒无味.压铸温度比较低,且金属熔体密封性
好,SF6浓度较低的空气混合物就可以提供保护(通常小于0.25 vol%).在熔剂熔炼工艺中,细小的金属颗粒会陷入坩锅底部的熔渣中而难以回收,因而熔体损耗较高.在无熔剂工艺中,由于没熔剂,坩锅底部熔
渣量大大减少,从而熔体损耗相对较低.
由于在镁合金熔炼温度下SF6会缓慢分解和与其他元素发生反
应生成SO2,HF和SF4等有毒气体,在815℃还会产生剧毒的S2F10,
但S2F10在300～350℃会分解出SF6和SF4,因此镁合金的熔炼温度一般不超过800℃.SF6浓度低于0.4 vol.%的保护气氛便能对镁合金熔体提供有效保护,因而产生的有毒气体可以忽略.表7.12列出了
SF6气体的技术要求.
SF6价格高且存在潜在的温室效应,因而要尽量控制SF6的排放量.保护性气氛中SF6的浓度不容许超过2vol.%,否则会引起坩锅损耗.特别是在高温下,SF6浓度超过某一特定的体积分数时,坩锅内可能发生剧烈反应甚至爆炸,因此必须对混合气体中SF6浓度进行严格控制.此外,带盖的坩锅不能采用纯SF6气氛进行保护.SF6是影响镁合金寿命周期指标(LCA)的主要因素,也是制约镁合金成为21世纪绿色材料的关键因素.2000年,国际镁协会(IMA)呼吁镁界人士重视开发保护性气体以代替SF6.
1.3.1 熔化工具及原料的准备
新坩埚在使用前须经没有渗透及X射线检验，证明无渗漏及影响使用的缺陷后方可使用。旧坩埚应在清除熔渣及氧化皮后检查是否完好，如发现下述情况应予以报废；①坩埚外表有白色氧化皮或干燥熔剂（表明该处已经烧穿，渗漏）。②坩埚局部严重凹陷或壁厚减薄至原来的1/2。③锤击坩埚的声音嘶哑（表明有裂纹或过烧之处）。
清除锭模，预热至120~150℃，冷却至70~80℃，喷涂料（质量分数为：10%滑石粉、5%硼酸、2.4%水玻璃，余量为水），在预热至120~200℃待用。
主要金属原材料镁、铝、锌等最好采用一级品。稀土金属直接加入，锰和锆制成中间金属直接加入，铍以Al-Be中间合金或铍氟酸钠（NaBeF3）形式加入。
配料时对炉料应先吹砂，出去表面上的腐蚀物及熔剂、沙粒、氧化皮等，以防止它们与镁熔液反应和硅、铁、氢、氧化夹杂等进入熔液中。纯镁锭启封后应先除油和吹砂后才能用于配料。配料时（质量分数）新金属占20%40%，回炉料占80~60%。
1.3.2 AZ91合金熔炼工艺
1. 熔剂法：将坩埚预热至暗红色（400~500℃），在坩埚内壁及底部均匀地撒谎桑一层粉状RJ-2（或RJ-1）熔剂。炉料预热至150℃以上，一次加入回炉料、镁锭、铝锭，并在炉料上撒一层RJ-2熔剂，装料时熔剂用量约占炉料重量的1%~2%。升温熔炼，当熔液温度高达700~720℃时，加入中间合金及锌锭。在装料及熔炼
过程中，一旦烦心爱你熔液露出并燃烧，应立即补撒RJ-2熔剂。炉料全部熔化后，猛烈搅拌5~8min，以使成分均匀。接着浇注光谱试样，进行炉前分析。如果成分不合格，可加料调整，直至合格。
将熔液升温至730℃，出去熔渣，并撒上一层RJ-2熔剂保温，进行变质处理。即将占炉料总重量0.4%的菱镁矿（使用前破碎成φ10mm左右的小块）分作2~3包，用铝箔包好，分批装于钟罩内，缓慢压入熔液深度2/3处，并平稳地水平移动，使熔液沸腾，直至变制剂全部分解（时间约为6~12min）；如采用C2Cl6和变质处理，加入量为炉料总重量的0.5%~0.8%，处理温度为740~760℃。
变质处理后，出去表面熔渣，撒以新的RJ-2熔剂，调整温度至710~730℃，进行精炼。搅拌熔液10~30min，使熔液自下而上翻滚，不断飞溅，并不断在熔液的波峰撒以精炼剂。精炼剂的用量视精炼结束后，清除合金液表面、坩埚壁、浇嘴及挡板上的熔渣，然后撒上RJ-2熔剂。
将熔液升温至755~770℃，保温静置20~60min，浇注断口试样，检查断口，以成致密，银白色为合格。否则，需重新变质和精炼。合格后将熔液调至浇注温度（通常为720~780℃），出炉浇注。精炼后升温静置的目的是减小熔液的密度和粘度，以加速熔渣的沉析，也使熔渣能有效充分的时间从镁熔液中沉淀下来，不致混入铸件中。过热对晶粒细化也有利，必要时间可过热至800~840℃，在快速冷却至浇注温度，以改善晶粒细化效果。
熔炼好的熔液静置结束后应在1h内浇注完，否则需要重新浇注试样，检查断口，检查合格方可继续浇注，不合格需重新变质、精炼。如断口检查重复两次不合格，该熔液只能浇锭，不能浇注铸件。整个熔炼过程（不包括精炼）熔剂消耗约占炉料总重量的3%~5%。
2. 无熔剂熔炼（气体）法：20世纪70年代初，无熔剂熔炼技术的开发与应用引起了人们的关注。其中保护气体（SF6、CO2）的应用对于镁合金熔炼技术的发展具有重要意义。无熔剂法的原材料及精炼工具准备基本上与熔剂精炼时相同，不同之处在于：①使用SF6、CO2等保护性气体，C2Cl6变质精炼，氩气补充吹洗，其技术要求如表4-4所示。②对熔炼工具清理干净，预热至200~300℃喷涂料。③配料时二、三级回炉料总重量的40%，其中三级回炉料不得大于20%。表1-4 无熔剂熔炼用气体及C2Cl6的技术要求
名称技术要求（质量分数）
SF6 水分≤30×10-4%；CF≤0.1%；酸度（以HF表示）≤5×10-4%；可水解氟化物（以HF表示）≤15×10-4%；生物试验合格
CO2 纯度≥99.9%
Ar 纯度≥99.9%
C2Cl6 工业一级
首先将熔液坩埚预热至暗红，约500~600℃，装满经预热的炉料，装料顺序为：合金锭、镁锭、铝锭、回炉料、中间合金及锌等（如无法一次装完，可留部分锭料或小块回炉料待合金熔化后分批加入），盖上防护罩，通入防护气体，升温熔化（第一次送入SF6气体时间可取4~6min）。当熔液升温至700~720℃时，搅拌2~5min,以使成分均匀，之后清除炉渣，浇注光谱试样。当成分不合格时进行调整，
直至合格。升温730~750℃并保温，其质量分数为0.1%的C2Cl6自沉式变质精炼剂进行处理，其配方见表1-5.
表1-5 自沉式精炼变质剂配方
成分组成/g
编号
C2Cl6 石墨Zn
1 30 3 14~18
2 50 5 23~28
3 100 10 45~55
精炼变质处理后除渣，并在730~750℃用流量为1~2L/min的氩气补充精炼（吹洗）2~4min(吹头应插入熔液下部)，通氩气量以液面有平缓的沸腾为宜。吹氩结束后，扒渣液面熔渣，升温至760~780℃，保温静置10~20min，浇注断口试样，如不合格，可重新精炼变质（用量娶下限），但一般不得超过3次。熔液调至浇注温度进行浇注，并应在静置结束后2小时内浇完。否则，应重新检查试样断口，不合格时需重新进行精炼变质处理。
浇注前，从直浇道往大型铸型通入防护性气体2~3min，中小型铸型内为0.5~1min，并用石棉板盖上冒口。浇注时，往浇包内或液流处连续输送防护性气体进行保护，并允许撒硫磺和硼酸混合物，其比例可取1：1，以防止浇注过程中熔液燃烧。
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（1）电解 本项目电解铝生产采用熔盐电解法：其主要生产设备为预焙阳极电解槽,项目设计采用大面六点进电SY350型预焙阳极电解槽。铝电解生产所需的主要原材料为氧化铝、氟化铝和冰晶石，原料按工艺配料比例加入350KA 预焙阳极电解槽中，通入强大的直流电，在945－955℃温度下，将一定量砂状氧化铝及吸附了电解烟气中氟化物的载氟氧化铝原料溶解于电解质中，通过炭素材料电极导入直流电，使熔融状态的电解质中呈离子状态的冰晶石和氧化铝在两极上发生电化学反应，氧化铝不断分解还原出金属铝——在阴极(电解槽的底部)析出液态的金属铝。 电解槽中发生的电化学反应式如下： 2323497094032CO Al C O Al +?-+℃ ℃直流电 在阴极(电解槽的底部)析出液态的金属铝定期用真空抬包抽出送往铸造车间经混合炉除渣后由铸造机浇铸成铝锭。电解过程中析出的O 2同阳极炭素发生反应生成以CO 2为主的阳极气体，这些阳极气体与氟化盐水解产生的含氟废气、粉尘等含氟烟气经电解槽顶部的密闭集气罩收集后送到以Al 2O 3为吸附剂的干法净化系统处理，净化后烟气排入大气。被消耗的阳极定期进行更换，并将残极运回生产厂家进行回收处置。吸附了含氟气体的截氟氧化铝返回电解槽进行电解。 电解槽是在高温、强磁场条件下连续生产作业，项目设计采用大面六点进电SY350型预焙阳极电解槽，是目前我国较先进的生产设备。电解槽为6点下料，交叉工作，整个工艺过程均自动控制。电解槽阳极作业均由电解多功能机组完成。多功能机组的主要功能为更换阳极、吊运出铝抬包出铝、定期提升阳极母线、打壳加覆盖料等其它作业。 （2）氧化铝及氟化盐贮运供料系统 氧化铝及氟化盐贮运系统的主要任务是贮存由外购到厂的氧化铝和氟化盐 ，并按需要及时将其送到电解车间的电解槽上料箱内。
镁合金清洗剂配方组成，清洗原理及技术工艺 导读：本文详细介绍了镁合金清洗剂的研究背景，机理，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 1 背景 禾川化学是一家专业从事精细化学品分析、研发的公司，具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。正是禾川化学的良好的口碑，赢得多个金属表面处理领域龙头企业关注，成功地建立精细化学品研发平台；为清洗剂企业提供整套配方技术服务。 禾川化学成功开发出新型镁合金清洗剂配方技术，该清洗工艺可以作为镁合金表面化学或电化学防护处理工艺（例如铬酸盐钝化或氟化处理、磷酸盐等化学转化膜处理、或阳极氧化、化学镀和电镀等工艺）中的一种预处理工序，为后续工序提供一个银白、光亮、新鲜、清洁的均匀金属表面。主要用于镁合金AZ91D等合金压铸零件，也可用于镁合金的其它锻、铸件，作为化学或电化学防护处理中的预处理的酸洗工序。AZ91D等耐蚀性高的镁合金压铸进行处理后，迅速进行干燥处理，表面银白、光亮，在一定环境条件下，或可直接应用或涂清漆后应用.该清洗剂可以有效去除零件压铸成型脱模剂；用于压铸件回收料在重新熔炼前的清洗剂，消除压铸脱模剂对熔炼镁合金的污染。该镁合金清洗剂不含铬酸、氢氟酸，在化学清洗中除了产生氢气之外，不产生其它有害气体，产生的漂洗废水及废液处理简单方便，不造成二次污染，该清洗即、质量好、效率高，溶液稳定，
便于操作.因而，该清洗剂广泛适用于镁合金表面化学清洗。 2 镁合金清洗剂 2.1镁合金清洗剂参考配方： 将一定分量的各组分（磷-硫酸洗溶液（磷酸（20~60）、硫酸（10~60）、水加至100，碱性清洗剂：氢氧化钠（10~80）、磷酸三钠（5~20）、水加至1L，混合均匀； 2.2镁合金清洗剂清洗机理： 对镁合金零件进行化学清洗时，这种酸性清洗液，例如对AZ91D镁合金压铸件，有着良好的化学抛光作用，可在室温下使用，或者通过加温，例如在50℃，则效果更好.可以清洗掉镁合金压铸件表迷的氧化、腐蚀产物、旧的化学转化膜、金属铝的表面偏析、脱模剂、吹砂以及喷丸带来的污染等.再经过在本碱性清洗液中浸泡处理，可除去在酸性清洗液中的不溶性物质，还会同时中和处理掉金属表面上的酸，有利于防止金属表面的腐蚀。 2.3镁合金清洗剂清洗方法： 将表面除去油污的镁合金压铸件放进磷-硫酸酸洗溶液槽中进行浸泡，工作温度15~80℃，浸泡时间10~60s，取出零件后，再立即进行一次水洗、二次水洗，洗净零件表面，再放进碱性清洗剂溶液槽中进行浸泡，工作温度15~90℃，浸泡时间60~300s，再进行一次水洗、二次水洗，洗净零件表面完毕。 3 镁合金清洗剂参考配方 3.1镁合金清洗剂参考配方(磷- 硫酸酸洗溶液)
镁及镁合金熔炼特点 镁合金的熔点不高，热容量较小，在空气中加热时，氧化快，在过热时易燃烧；在熔融状态下无熔刘保护时，则可猛烈地燃烧。因此，镁合金在熔铸过程中必须始终在熔剂或保护性气氛下进行。熔铸质量的好坏，在很大程度上取决于熔剂的质量和熔体保护的好坏。镁氧化时释放出大量的热，镁的比热容和导热性较低，MgO疏松多孔，无保护作用，因而氧化处附近的熔体易于局部过热，且会促进镁的氧化燃烧。 镁合金除强烈氧化外，遇水则会急剧地分解而引起爆炸，还能与氮形成氮化镁夹杂。氢能大量地溶于镁中，在熔炼温度不超过900℃时，吸氢能力增加不大，铸锭凝固时氢会大量析出，使铸锭产生气孔并促进疏松。多数合金元素的熔点和密度均比镁高，易于产生密度偏析，故一次熔炼是难以得到成分均匀的镁合金锭。有时采用预制镁合金，再重熔的办法。为防止污染合金，熔炼镁合金时不宜用一般硅砖作炉衬。由于镁合金对杂质也很敏感，如镍、被含量分别超过0．03%及0.01%时，铸锭便易热裂，并降低其耐蚀性。对熔剂要求很严格，要有较大的密度和适当的黏度，能很好地润湿炉衬。在熔炼过程中熔剂会不断地下沉，因而要陆续地添加新熔剂，使整个熔池覆盖好且不冒火燃烧。在个别地方出现氧化燃烧时，应及时撒上熔剂将其扑灭。用Ar、Cl2、CCl4去气精炼时，吹气时间不宜过长，否则会粗化晶粒。用N2气吹炼时可能形成氮化镁，温度不宜过高。镁合金的流动性较小，应稍提高浇温。但浇温过高会使形成缩松的倾向增大。铸锭时要注意熔体保护和漏镁放炮。浇温和浇速过高，易产生漏镁和中心热裂；但浇温浇速过低，则易形成冷隔、气孔和粗大金属间化合物等。此外，由于镁合金密度小，黏度大，一些溶解度小而密度较大的合金元素不易溶解完全，常随熔剂沉于炉底，或随熔剂悬浮于熔体中成为夹杂。因此，镁合金中常出现金属夹杂、熔剂夹渣及氧化夹渣。 归纳起来，镁合金的熔铸技术具有如下特点： 1）镁的化学活性很强烈，在熔态下，极易和氧、氮及水气发生化学作用。在熔体表面如不严加保护，接近800℃时就很快氧化燃烧。为减少烧损、生产安全以及保证金属质量，在整个熔铸过程中，熔体始终需用熔剂加以保护，避免与炉气和空气中的氧、氮及水气接触。因此，给工艺带来了许多问题，如大量熔盐
ZD/LC-ZY-119-2017 页次：1/3 版本：A/0 镁合金熔炼指导书 警告： 1：未经公司许可和经过岗位技能培训人员禁止操作设备。 2：请认真阅读本工艺操作指导书，因由于操作不当会造成安全事故和产品质量不合格。 3：为了自已的人身安全、上岗操作前请穿戴好防护用品。 1目的 为了能够保证员工的安全、产品的质量，特制定本制度，须严格按本指导书执行。 2 适用范围 适用于公司镁合金的熔炼。 3 职责 3.1技术部是本制度的制定部门； 3.2 生产部是本制度的执行部门； 4内容 4.1 开炉准备 4.1.1检查针对镁合金安全防护的消防灭火物品及数量是否准备到工作现场。 4.1.2检查镁合金原材料表面是否有油污、氧化物、潮湿。检查保护气体氮气、SF6压力 2bar-4bar。检查清泵、打渣工具是否齐全并准备到现场。 4.1.3检查熔炉电缆是否有裸露，三相电源是否是AC380V。供气5分钟检查各气路混合系 统是否正常，检查管路接头是否漏气、检查密封件。 4.1.4检查熔化室、保温室、浇注室内是否有水、油、干沙或铁锈。 4.1.5检查镁炉熔化室、保温室、浇注室炉盖、出料口是否用耐火棉密封好。 4.1.6检查给料泵手动转动是否顺畅。操作面板各开关有效。 4.2开炉 4.1.1合上供电电柜、熔炉主电源开关及0转到I。 4.1.2调节各压力到正常：氮气2bar-4bar，六氟化硫2bar-4bar，SF6压力大于N2压力 0.2Kgf/cm2。 4.1.3主进气源压力不能大于0.8Mpa，会对控制柜气路有损坏。 4.1.4因镁合金熔炉镁液容量大小不一需要的混合保护气流量大小不一样，适镁锭杂质， 预热情况，密封情况，气源纯度而定。（注：依镁液表面形成良好的保护膜为准，无氧化，无着火，检测方法打开加料盖20--30秒看是否氧化，着火。） 4.1.5镁合金熔炉应用于压铸混合比例 SF6 N2 (千分之2-3 )，要求使用纯氮；纯度 99.9℅六氟化硫纯度99.9℅.因地区差异使用其它气体要告知厂商。 4.1.6镁合金镁液温度580℃以上禁止停止保护气或缺少保护气。 4.1.7熔炉保护气管炉内有氧化镁堵塞时保护效果差可以把气管堵头拆下疏通。 4.1.8保护气管因风化或其它原因损坏要及时更换；以免造成气体消耗大或炉内氧化严重造 成损失 4.1.9保护气管道要定时检查有无泄漏；方法用洗洁精配水形成泡沫涂在管道上看有无气 泡。检查后用干净布擦干净。 4.1.10升温加热过程中，每小时检查一次温度、压力流量值，做好记录。
镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺 在熔炼镁合金过程中必须有效地防止金属的氧化或燃烧,可以通过在金属熔体表面撒熔剂或无熔剂工艺来实现.通常添加微量的金属铍和钙来提高镁熔体的抗氧化性.熔剂熔炼和无熔剂熔炼是镁合金熔炼与浇注过程的两大类基本工艺.1970年之前,熔炼镁合金主要是采用熔剂熔炼工艺.熔剂能去除镁中杂质并且能在镁合金熔体表面形成一层保护性薄膜,隔绝空气.然而熔剂膜隔绝空气的效果并不十分理想,熔炼过程中氧化燃烧造成的镁损失还是比较大.此外,熔剂熔炼工艺还存在一些问题,一方面容易产生熔剂夹杂,导致铸件力学性能和耐蚀性下降,限制了镁合金的应用;另一方面熔剂与镁合金液反应生成腐蚀性烟气,破坏熔炼设备,恶化工作环境.为了提高熔化过程的安全性和减少镁合金液的氧化,20世纪70年代初出现了无熔剂熔炼工艺,在熔炼炉中采用六氟化硫(SF6)与氮气(N2)或干燥空气的混合保护气体,从而避免液面和空气接触.混合气体中SF6的含量要慎重选择.如果SF6 含量过高,会侵蚀坩锅降低其使用寿命;如果含量过低,则不能有效保护熔体.总的来说,无论是熔剂熔炼还是无熔剂熔炼,只要操作得当,都能较好地生产出优质铸造镁合金. 1熔炼保护工艺 (1)熔剂保护熔炼工艺
将熔体表面与氧气隔绝是安全地进行镁合金熔炼的最基本 要求.早期曾尝试采用气体保护系统,但效果并不理想.后来,人 们开发了熔剂保护熔炼的工艺.镁合金用熔剂见表7.3.在熔炼过程中,必须避免坩锅中熔融炉料出现"搭桥"现象,将余下的炉料 逐渐添加到坩锅内,保持合金熔体液面平稳上升,并将熔剂轻轻 撒在熔体表面. 每种镁合金都有各自的专用熔剂,必须严格遵守供应商规定的熔剂使用指南.在熔化过程中,必须防止炉料局部过热.采用熔体氯化工艺熔炼镁合金时,必须采取有效措施收集Cl2.在浇注前,要对熔体仔细撇渣,去氧化物,特别是影响抗蚀性的氯化物.浇注后,通常将硫粉撒在熔体表面以减轻其在凝固过程中的氧化. (2)无熔剂保护工艺 压铸技术中采用熔剂熔炼工艺会带来一些操作上的困难,特别是在热压室压铸中,这种困难更加严重.同时,熔剂夹杂是镁合金铸件最常见的缺陷,严重影响铸件的力学性能和耐蚀性,大大 阻碍了镁合金的广泛应用.20世纪70 年代初,无熔剂熔炼工艺 的开发成功是镁合金应用领域中的一个重要突破,对镁合金工业的发展有着革命性的意义. 1)气体保护机理 如上所述,纯净的N2,Ar,Ne 等惰性气体虽然能对镁及其合金熔体起到一定的阻燃和保护作用,但效果并不理想.N2易与镁
车间生产工艺流程图 实木车间 1.文件柜类:素板→大平砂→开毛料→贴面→精截→封边→钻孔→ 试装→半成品 2.茶几或沙发架: 锯材→干燥→截断→纵剖→压刨→划线→铣型→ 开榫头、榫槽→钻孔→手工组装→打磨→半成品 3.班台或会议桌: 素板(锯材)→大平砂(干燥)→开毛料(截断)→加厚 (纵剖)→精截(压刨)→加宽(胶贴)→贴面(热压)→ 铣型(精截)→手工组装(包括打磨、打腻子、封边、 钻孔)→试装→半成品 油漆车间 白坯→机磨(大平面)→手磨(小面、曲边)→擦色(打水灰、打底得宝、打腻子)→机磨(大平面)→手磨(小面、曲面)→PU(第1道底漆)→ 机磨(打平面)→手磨(小面、曲面)→PE(第2道底漆)→打磨(机磨、 手磨)→修补→修色→手磨→面漆→干燥→试装→包装 板式车间 1.开料→手工→封边→钻孔→镂铣、开槽→清洗→试装→包装 2.开料→力刨→涂胶→贴面→冷压→精截→手工→封边→钻孔 →镂铣、开槽→清洗、修边→试装→包装 沙发车间 裁皮、开棉→打底(电车)→粘棉→扪皮(组装)→检验→包装
转椅车间 裁布（皮）、开棉→车位、粘绵→扪皮→组装→检验→包装 屏风车间 开料(铝材)→喷胶→贴绵→扪布(打钉)→组装→试装→包装 五金车间 1.椅架类: 开料→弯管→钻孔、攻牙→焊接→打磨→抛光→喷涂 2.钢板类: 开料→冲板(圆孔、圆凸、方孔、方凸、小梅花、大梅花、 网孔、菱凸)→折弯→焊接→打磨→喷涂 3.台架类: 开料→冲弯→钻孔、攻牙→焊接→打磨→抛光→喷涂 4.电镀类: 开料→开皮→冲弯→焊接→打磨→精抛→电镀 总:开料(裁剪、剪板)→制造(冲床、弯管、钻孔、攻牙)→成型(焊接、打磨、抛光)→喷涂、电镀 喷涂车间 清洗→凉干→打磨→喷漆(喷粉)→电烤→包装
镁及镁合金板材的生产工艺流程(一) 镁及镁合金板材的生产工艺流程为: 1、熔炼与铸锭 熔炼包括熔化、合金化、精炼、晶粒细化、过滤等冶金和物理化学过程,通常在反射炉或坩埚炉内进行。镁及镁合金的熔点都在650℃左右,它们极易氧化且随温度的升高而加剧。当温度超过约850℃时,熔体的表面立即燃烧,故熔炼时必须用熔剂覆盖或以保护性气体保护。镁及镁合金在熔融和燃烧状态下遇水、含水(包括结晶水)物质和液态防火介质都可能导致剧烈爆炸,因此,在生产的全过程中注意安全是至关重要的。以隔离空气为主的覆盖熔剂和以提高熔体质量为主的精炼熔剂都是碱金属或碱土金属的氯化物和氟化物。除气(主要是氢)随熔剂精炼进行,也可向熔体中通入活性气体(如氯气)。对凝固时的晶粒粗大倾向,据合金的不同可采取控制熔体温度、向熔体加入微量元素进行变质处理等加以抑制,即晶粒细化(见铸锭晶粒的细化处理)。铸锭通常采用半连续铸锭法。除封闭式铸锭外,流槽和结晶器中裸露的金属,必须用s0:或SF。等气体保护。要科学地确定和控制各项铸造参数,以防止铸锭发生热裂,并降低冷隔深度和减少金属间化合物的形成和聚集。除镁一钇系合金外,铸锭的冷裂倾向小。 2、加热与热轧 铸锭在加热前必须铣面(见有色金属合金锭坯铣面),彻底去除冷隔和偏析物等表面缺陷;合金元素含量高和含锆、钇等的合金还要经均匀化处理(见有色金属合金锭坯均匀化)。铸锭加热时应避免直接热辐射和避免火焰同铝接触,以防局部过热、熔化或燃烧。根据合金的不同加热温度控制在370~510℃范围内。除含锂高的超轻合金有晶型转变外,余者皆为密排六方晶型,塑性差,但变形能力随加热温度的提高和晶粒尺寸的减小而提高,并比立方晶型的金属提高得更快。热轧的总变形量可以达到96%。严格控制终轧温度是保证热加工状态成品板材的力学性能并防止板坯及薄板产生裂纹的重要途径。晶粒粗大的铸锭和厚度较小的热轧成品,有的要进行二
服装生产工艺流程图 ┌——┐┌——┐┌———┐┌——┐┌——┐┌——┐┌——┐ │验布│→│裁剪│→│印绣花│→│缝制│→│整烫│→│检验│→│包装│ └——┘└——┘└———┘└——┘└——┘└——┘└——┘ 服装生产的工艺流程大全 （一）面辅料进厂检验 面料进厂后要进行数量清点以及外观和内在质量的检验，符合生产要求的才能投产使用。在批量生产前首先要进行技术准备，包括工艺单、样板的制定和样衣制作，样衣经客户确认后方能进入下一道生产流程。面料经过裁剪、缝制制成半成品，有些梭织物制成半成品后，根据特殊工艺要求，须进行后整理加工，例如成衣水洗、成衣砂洗、扭皱效果加工等等，最后通过锁眼钉扣辅助工序以及整烫工序，再经检验合格后包装入库。 （二）面料检验的目的和要求 把好面料质量关是控制成品质量重要的一环。通过对进厂面料的检验和测定可有效地提高服装的正品率。 面料检验包括外观质量和内在质量两大方面。外观上主要检验面料是否存在破损、污迹、织造疵点、色差等等问题。经砂洗的面料还应注意是否存在砂道、死褶印、披裂等砂洗疵点。影响外观的疵点在检验中均需用标记注出，在剪裁时避开使用。 面料的内在质量主要包括缩水率、色牢度和克重（姆米、盎司）三项内容。在进行检验取样时，应剪取不同生产厂家生产的、不同品种、不同颜色具有代表性的样品进行测试，以确保数据的准确度。 同时对进厂的辅料也要进行检验，例如松紧带缩水率，粘合衬粘合牢度，拉链顺滑程度等等，对不能符合要求的辅料不予投产使用。 （三）技术准备的主要内容 在批量生产前，首先要由技术人员做好大生产前的技术准备工作。技术准备包括工艺单、样板的制定和样衣的制作三个内容。技术准备是确保批量生产顺利进行以及最终成品符合客户要求的重要手段。 工艺单是服装加工中的指导性文件，它对服装的规格、缝制、整烫、包装等都提出了详细的要求，对服装辅料搭配、缝迹密度等细节问题也加以明确。服装加工中的各道工序都应严格参照工艺单的要求进行。 样板制作要求尺寸准确，规格齐全。相关部位轮廓线准确吻合。样板上应标明服装款号、部位、规格、丝绺方向及质量要求，并在有关拼接处加盖样板复合章。 在完成工艺单和样板制定工作后，可进行小批量样衣的生产，针对客户和工艺的要求及时修正不符点，并对工艺难点进行攻关，以便大批量流水作业顺利进行。样衣经过客户确认签字后成为重要的检验依据之一。 （四）裁剪工艺要求 裁剪前要先根据样板绘制出排料图，“完整、合理、节约”是排料的基本原则。在裁剪工序中主要工艺要求如下：（1）拖料时点清数量，注意避开疵点。（2）对于不同批染色或砂洗的面料要分批裁剪，防止同件服装上出现色差现象。对于一匹面料中存在色差现象的要进行色差排料。（3）排料时注意面料的丝绺顺直以及衣片的丝缕方向是否符合工艺要求，对于起绒面料（例如丝绒、天鹅绒、灯芯绒等）不可倒顺排料，否则会影响服装颜色的深浅。（4）对于条格纹的面料，拖料时要注意各层中条格对准并定位，以保证服装上条格的连贯和对称。（5）裁剪要求下刀准确，线条顺直流畅。铺型不得过厚，面料上下层不偏刀。（6）根据样板对位记号剪切刀口。（7）采用锥孔标记时应注意不要影响成衣的外观。裁剪后要进行清点
铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一) 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。 炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。 熔化 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制品特殊制品 （占投量） /% 0.4-0.5 0.5-0.6 1-2 2-4 覆盖剂种类粉状熔剂 Kcl：Nacl按1：1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体 熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化.
镁合金熔炼作业指导书 （ISO9001-2015/IATF16949-2016） 1.0目的 为了能够保证员工的安全、产品的质量，特制定本制度，须严格按本指导书执行。 2.0适用范围 适用于公司镁合金的熔炼。 3.0职责 3.1技术部是本制度的制定部门； 3.2生产部是本制度的执行部门； 4.0内容 4.1开炉准备 4.1.1检查针对镁合金安全防护的消防灭火物品及数量是否准备到工作现场。 4.1.2检查镁合金原材料表面是否有油污、氧化物、潮湿。检查保护气体氮气、SF6压力2bar-4bar。检查清泵、打渣工具是否齐全并准备到现场。 4.1.3检查熔炉电缆是否有裸露，三相电源是否是AC380V。供气5分钟检查各气路混合系统是否正常，检查管路接头是否漏气、检查密封件。 4.1.4检查熔化室、保温室、浇注室内是否有水、油、干沙或铁锈。 4.1.5检查镁炉熔化室、保温室、浇注室炉盖、出料口是否用耐火棉密封好。 4.1.6检查给料泵手动转动是否顺畅。操作面板各开关有效。 4.2开炉
4.1.1合上供电电柜、熔炉主电源开关及0转到I。 4.1.2调节各压力到正常：氮气2bar-4bar，六氟化硫2bar-4bar，SF6压力大于N2压力0.2Kgf/cm2。 4.1.3主进气源压力不能大于0.8Mpa，会对控制柜气路有损坏。 4.1.4因镁合金熔炉镁液容量大小不一需要的混合保护气流量大小不一样，适镁锭杂质，预热情况，密封情况，气源纯度而定。（注：依镁液表面形成良好的保护膜为准，无氧化，无着火，检测方法打开加料盖20--30秒看是否氧化，着火。） 4.1.5镁合金熔炉应用于压铸混合比例SF6N2(千分之2-3)，要求使用纯氮；纯度99.9℅六氟化硫纯度99.9℅.因地区差异使用其它气体要告知厂商。 4.1.6镁合金镁液温度580℃以上禁止停止保护气或缺少保护气。 4.1.7熔炉保护气管炉内有氧化镁堵塞时保护效果差可以把气管堵头拆下疏通。 4.1.8保护气管因风化或其它原因损坏要及时更换；以免造成气体消耗大或炉内氧化严重造成损失 4.1.9保护气管道要定时检查有无泄漏；方法用洗洁精配水形成泡沫涂在管道上看有无气泡。检查后用干净布擦干净。 4.1.10升温加热过程中，每小时检查一次温度、压力流量值，做好记录。 4.1.11工作过程中随时观察熔炉温度，检查气体的压力、流量。随时对熔炉密闭性进行检查做好防范工作。 4.1.12坩埚内料液液面离炉盖不低于20mm。 4.1.13加料时镁锭应先进行预热到150℃并沿炉壁倾斜慢慢划入料液内。每次
1、炉料处理 所有炉料入炉前均需要预热，以去除表面附的水分，缩短熔炼时间。 2、坩埚及熔炼工具的准备 （1）新坩埚使用前应清理干净及仔细检查有无穿透性缺陷，确认没有任何缺陷才能投入使用，预热至暗红色（500—600度）保温2小时以上，以烧除附着在坩埚内壁的水分及可燃物质，待冷却到300度以下时，仔细清理坩埚内壁，在温度不低于200度时，喷刷涂料，烘干烘透后才能使用。 （2）压勺、搅拌勺、浇包等熔炼工具使用前必须除尽残余金属及氧化皮等污物，经过200-300度预热后涂刷防护涂料，涂刷后烘干待用。 3、熔炼温度的控制 合金液快速升至较高的温度（705度左右），进行合理的搅拌，以促进所有合金元素的溶解，确认所有元素全部溶解后，进行精炼除气，扒除浮渣后将至浇注温度。（因铝溶液的温度难以用肉眼来判断的，所以必须用测温仪表控制温度，测温仪表应定期校准和维修；热电偶套管应周期的用金属刷刷干净，涂以防护性涂料，以保证测温结果的准确性及延长使用寿命。 4、熔炼时间的控制 为了减少铝溶液的氧化、吸气，应尽量缩短铝溶液在炉内的停留时间，快速熔炼。为加速熔炼过程，应首先加入中等块度、熔点较低的回炉料，以便在坩埚底部尽快形成熔池，然后再加出铝锭，使之能徐徐浸入逐渐扩大熔池，加速熔化；在炉料主要部分熔化后，再加入熔点较高、数量不多的合金元素，升温、搅拌以加速熔化，最后降温，压入易氧化的合金元素。 5、精炼处理
精炼处理温度：690—730度 精炼剂（充分预热）加入量铝液重的0.15—0.2%，用钟罩压入 处理时间为3—5分钟后静止5—10分钟，扒除浮渣进行浇注，浇注温度为700—740度。
第一篇铸铁及其熔炼 1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。 2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用 （1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少； （2）共晶转变和共析转变出现三相共存区； （3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度； （4）减小奥氏体区域。 3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。 7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优， 8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨 Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型
9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。 10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。 11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶； 12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。 13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。 14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用: (1)反石墨化元素,珠光体稳定元素; (2)Cr是缩小γ区元素; (3) 在含量超过2%易形成白口组织, (4) Cr含量在10%~30%,形成高碳化合物以及在铸件表面形成氧化膜，从而用作耐磨、耐热零件。 16、孕育处理：铸铁铁液在浇注前，在一定的温度和成分下，加入一定量的孕育剂如硅铁等，改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高铸件性能为目的的处理方法，谓之孕育处理。 18、铸铁生产过程中，孕育处理的目的：促进石墨化，降低白口倾向，降低断面敏感性，控制石墨形态，消除过冷石墨，适当增加珠光体共晶团数和促进细片状珠光体的
镁合金热处理 各位领导、同事们： 很荣幸能在这里和大家共同学习。感谢公司领导给予我的机会！ 我进入公司的这两年多时间，从事了镁合金熔炼、铸造、压力加工、热处理等方面的一些工作。今天，仅就自己在镁合金热处理方面工作、学习的部分收获及心得，与各位进行讨论。由于水平有限，错误与不当处在所难免，请各位不吝赐教。 固态金属（包括纯金属及合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，统称为金属固态相变。金属中固态相变的类型很多，有的金属在不同的条件下会发生几种不同类型的转变。例如钢铁的奥氏体、铁素体转变。掌握金属固态相变规律及影响因素，采取措施控制相变过程，以获得预期组织，从而使其具有预期的性能。常用的措施包括特定的加热和冷却工艺，也就是热处理。钢铁的淬火，为的是快速冷却以保持其高温相，从而达到所需要的性能。 对于镁合金，常采用的热处理方式包括：均匀化退火（扩散退火）、固溶（淬火）（T4）、时效（T5）、固溶+时效（T6）、热水淬火+时效（T61）、去应力退火、完全退火等。这里做以下方面简要介绍： 1.均质化退火，其目的是消除铸件在凝固过程中形成的晶内偏析。那么，晶内偏析是如何形成的呢？这个，我们就需要了解结晶凝固过程，下图1为镁合金相图中最普通的Mg-Al相图： 以AZ61为例，从相图中我们可以看到，从液相线开始，熔体开始凝固，形核随着温度下降开始长大，在每一个温度点，液相和固相
图1 Mg-Al相图 成分分别对应于该温度时的液相线和固相线所对应的成分。造成了晶粒随温度下降而长大过程中的成分不均匀，也就是晶内偏析。均质化退火，主要作用就是将铸件加热到一定温度，使物质迁移作用明显，消除晶粒内浓度梯度。 对于固溶、时效等热处理手段，更确切的来说，是利用合金元素在基体中溶解度随温度变化这一属性。 2.固溶处理。基体不发生多型转变的合金系，室温平衡组织为α+β，α为基体固溶体，β为第二相。当合金加热到一定温度是，β相将溶于基体而得到单相α相固溶体，这就是固溶化。如果合金从该温度以足够大的速度冷却下来，合金元素的扩散和重新分配来不及进行，β相就不能形核和长大，α固溶体中就不可能析出β相，而且由于基体固溶体在冷却过程中不发生多型性转变，因此这时合金的室温
镁合金的分类及特点 1.2.1镁合金的分类 镁合金是以金属镁为基体，通过添加一些其它的元素而形成的合金，镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、Si、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等[10]，一般说来镁合金的分类依据有以下三种：合金化学成分、成形工艺和是否含锆。 镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系。常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素。但在实际中，为了分析方便，简化和突出合金中主合金元素的作用，可以把镁合金分为Mg-Mn、Mg-Al、Mg-RE、Mg-Th、Mg-Li 和Mg-Ag 等合金系列[11]。按合金中是否含锆，镁合金可划分为含锆和不含锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为：Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有：Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金，又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中，对于Mg-Al 和Mg-Mn 合金，由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物，并沉入坩埚底部，无法起到细化晶粒的作用[12]。 按成形工艺镁合金可分为两大类，即变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金[11]。变形镁合金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前，铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛，但与铸造工艺相比，镁合金热变形后合金的组织得到细化，铸造缺陷消除，产品的综合机械性能大大提高，比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能[13]。因此，变形镁合金具有更大的应用前景。 1.2.2 主合金元素的作用 根据镁合金的强化效果，其合金的元素可以分为三类[14,15]： 1)既提高强度又提高韧性的合金元素，按作用效果顺序为： 强度标准：Al、Cn、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th；韧性标准：Th、Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu； 2)强化能力较低，提高韧性的元素：Cd，Ti和Li； 3)强化效果较好，但使韧性降低的元素：Sn、Pb、Bi和Sb。 1.3 Mg-Zn-RE系合金的研究现状 1.3.1 Mg-Zn系合金 纯粹的Mg-Zn二元合金在实际中几乎没有得到应用，因为该合金的铸造性差，合金组织粗大，容易出现偏析和热裂等铸造缺陷，对显微疏松非常敏感。但Mg-Zn合金有一个最为明显的优点，就是可以通过时效处理来提高合金的强度。所以该合金的进一步的发展就是寻找新的合金添加元素，达到细化晶粒，使组织均匀化，减少合金显微疏松[1,16,17]。在Mg-Zn 合金中加入Cu元素，会使合金的韧性和时效硬化明显增加，这是因为Cu元素能提高Mg-Zn 合金的共晶温度，因而可在较高的温度固溶，使更多的Zn、Cu溶于合金中，增加了合金随后的时效强化效果[16]。Mg-Zn合金中引入Cu元素的缺点是导致合金的耐蚀性降低;Zr是对Mg-Zn系合金最为有效的晶粒细化元素，在Mg-Zn合金中加入Zr元素会使粗大的晶粒得到细化。这类合金均属于时效强化合金，一般都在固溶+时效或者直接时效的状态下使用，具有较高的抗拉强度和屈服强度[18]。然而，这类合金的不足之处是对显微疏松比较敏感，焊
文件编号：TP-AR-L3840 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 镁合金熔铸过程中应采取的安全措施正式样本
镁合金熔铸过程中应采取的安全措 施正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 由于镁合金具有比强度高、导热导电性、电磁屏 蔽性、阻尼减震性及环境相容性等优点,被誉为“21 世纪绿色工程材料”,在汽车工业、电子通讯、国防 军工等领域有广阔的开发应用前景但是,由于镁合金 的特殊化学性质,镁极易氧化,如果在熔炼铸造过程中 采取措施不当,当反应激烈时有燃烧和爆炸的危险,不 安全,近几年,在熔炼铸造或压铸过程中发生爆炸的事 故频频见诸报端。因此,发展镁材生产必须首先解决 镁合金熔铸生产过程中的安全问题。 1．加强各个环节的隔绝保护
应严防液态金属与水接触,如果冷却水落入结晶槽内或液态金属渗漏出来与水相遇,将有爆炸危险。镁合金熔液在任何环节出现熔剂或保护性气体对镁液体保护不严,都极易引起镁液的燃烧、飞溅甚至爆炸等,因此应注意熔剂或保护性气体的使用,特别是在添加熔剂、扒底渣、倒炉、铸造等环节。例如在铸造过程中,用SO2气体保护时,要防止液态SO2落到金属液面上。对镁合金熔炉和静置炉的各个流口,要严加看管,不允许跑漏金属,为确保安全,可适当增加冷却装置。应密切观察,发现个别地方出现氧化燃烧时应及时撒上溶剂进行扑灭。有条件的应配备专用灭火装备,如从美国进口的专门用于扑灭镁合金火灾的D级灭火器(该灭火器是美国专门为海军研制的用于扑灭金属锂、钙、镁等火灾,目前国内尚无企业生产),严禁将一般的干粉灭火器、泡沫灭火器及CO2灭火器等
合金熔炼知识点总结 1.铸造性能：流动性，充型能力，收缩性，偏析。气体及夹杂物等 2.合金的流动性与充型能力的区别 1）充型能力是液态金属充满型腔获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力 流动性是指液态铸造合金本身的流动能力。 2）流动性好的合金，其充型能力强 3）流动性影响因素：合金的种类，化学成分及结晶特点 3.收缩性：铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩性。1）收缩的三个阶段;液态收缩阶段，凝固收缩阶段，固态收缩阶段。 2）收缩方法：体收缩，线收缩 3）影响收缩的因素：化学成分，浇注温度，铸件结构与铸型条件 4）收缩对铸件质量的影响：产生缩松和缩孔[主要原因是液态收缩和凝固收缩] 防治措施：调整化学成分，降低浇注温度和减少浇注速度，增加补缩能力，增加铸型激冷能力。 6.铸造应力：铸件在凝固冷却的过程中因温度的下降而产生收缩使铸件和长度发生变化，若这些变化受到阻碍便会在铸件中产生应力称为铸造应力。 1）铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力，固态相变应力，收缩应力 2））铸造应力的防止和消除措施：采用同时凝固的原则提高铸型温度改善铸型和型芯的退让性进行去应力退火 7.铸铁：铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称[铁，碳，硅，锰，磷，硫及其其他合金元素] 1）铸铁中的碳以化合态渗碳体和游离态石墨形式存在
2）.影响铸铁组织和性能的因素： a.碳和硅[铸铁中碳、硅含量均高时，析出的石墨就愈多、愈粗大] b.硫[强烈阻碍石墨化,增加热脆性，恶化铸铁铸造性能硫含量限制在0.1-0.15%以下] c.锰[弱阻碍石墨化，具有提高铸铁强度和硬度的作用锰含量控制在0.6~1.2%之间] d.磷[对铸铁的石墨化影响不显著。含磷过高将增加铸铁的冷脆性磷含量限制在0.5%以下] 8.铸铁分类： 1）按碳存在形式分：白口铸铁，灰口铸铁，麻口铸铁 2）按石墨存在形式分：灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁 3）按化学成分分：普通铸铁，合金铸铁 4）按性能分：耐热铸铁，耐磨铸铁，耐腐蚀铸铁 9.灰铸铁（HT)：指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。 1）灰口铸铁的组织：铁素体+片状石墨铁素体．珠光体+片状石墨珠光体+片状石墨2)灰铸铁的性能特点：抗拉强度，塑性韧性均不如钢属于脆性材料; 铸造性能较好; 具有良好的减振性; 耐磨性好缺口敏感性低. 3）灰铸铁的孕育处理目的：消除白口、细化组织，改善石墨形态，提高组织均匀性 4）灰铸铁孕育处理工艺过程：在浇注前往铁水中加入硅铁（FeSi75）和硅钙合金。等孕育剂，使铁水产生大量均匀分布晶核，使石墨片及基体组织得到细化 5）灰铸铁孕育剂：硅铁（FeSi75）和硅钙合金。 6）孕育铸铁特点：强度和韧性优于普通灰铸铁组织较均匀，性能基本一致 9）灰铸铁炉前检验方法：试样冷却至暗红色（600-700度）淬水打断测量试样白口宽度，观察截面组织。[白口宽度大，碳当量低，断口发暗，硅量低，发亮则硅量合适，发黑，则
中国有色金属报/2011年/7月/21日/第008版 镁业 变形镁合金的熔炼技术 夏德宏 变形镁合金是一种优越的金属材料。变形镁合金材料的生产主要通过挤压、轧制和锻造等工艺手段实现。变形镁合金优异的性能以及在不同领域的特殊用途使其成为镁合金材料研究与开发领域中不可缺少的一个重要组成部分。但限制镁合金广泛应用的主要问题之一是,镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧,使镁合金的生产难度增大。镁合金熔炼技术研究在很大程度上是防氧化研究,这包括对熔炼所使用的溶剂的研究和气体保护防燃研究。 镁熔体性质很活泼,容易和周围介质中的氧气、氮气和水分反应,其中在镁合金熔炼过程中最常见、危害最大的是镁与氧的反应,因此,在镁合金熔炼技术中可以采用熔剂保护熔炼,利用低熔点的无机化合物在较低的温度下熔化成液态,在镁合金液面铺开,阻止镁液与空气接触,从而起到保护液态镁熔体,防止镁与氧等反应气进行反应的作用。目前国内常使用的保护熔剂是商品化的RJ系列熔剂。其中,用得最为广泛的是RJ22熔剂。一种新的溶剂JDMF,此覆盖剂能够长时间静置而不破碎下沉,延长熔剂的保护时间、减少熔剂的用量、减少有害气体的产生。但是氯盐和氟盐的使用会造成环境污染,寻找合适的替代品是开发镁合金液保护熔剂的努力目标。 惰性气体保护是利用Ar、N2、He等无色、无味的惰性稀有气体,覆盖于熔体表面形成惰性气体层,防止镁的氧化。等惰性气体主要用于不需经常开启的密闭系统作为保护气体,一般情况下需混人少量的SO2等反应性气体,以阻止镁的蒸发,提高其防燃效果。在密闭条件下可起到良好的保护作用。但在高压下存在一定的风险。 反应性气体保护是利用与镁反应的气体在消耗掉少量金属镁后,在表面形成致密膜层防止进一步氧化的方法。在高温下CO2可与镁反应生成无定型C、MgO,无定型C填充到疏松多孔的夕膜的MgO空隙中,在熔体表面形成致密度系数大于由其组成的复合膜。抑制镁穿过表面膜扩散的作用,降低了镁的蒸发,有效防止熔体的氧化。SO2可以与液态镁反应形成致密度系数为1.26得固体MgS,从而有效阻止熔体与炉气之间的反应,起到防氧化作用。SF6是一种无色、无嗅、无毒的气体,在镁合金液面会生成含有MgF2的致密氧化膜,阻止镁合金液的进一步氧化,通常将SF6和干燥的空气、CO2混合使用,该工艺已经相当成熟。但是温室效应很高。 研究表明,在550~575℃的镁合金表面,FK会产生热变化,产生CO和具有高反应活性的氟烃游离基,能与未被保护的镁表面和镁蒸汽反应产生保护膜所必须的MgF2和CO2。在未密闭的铸造操作中和在除渣或加料时,FK与新鲜的液态镁接触可全部发生反应,形成保护物质在镁的熔炼保护中,FK比SF6在更低的浓度对镁或镁合金有更好的保护性。FK与不同的气体混合使用有不同的保护作用,NovecTM612镁合金保护液对镁合金有良好的保护效果,完全可以代替SF6作为镁合金的保护气体。 变形镁合金熔炼时经常加入熔剂来防止熔体氧化。熔剂在熔体表面造成绝缘层,既防止熔体氧化又可除去熔体中的固态和气态非金属夹杂物。通常选择的熔剂氧化亲和性高于镁合金,主要是碱金属和碱土金属的氯化盐和氟化盐。溶剂密度与液态金属存在一定差值以便及时排出,净化能力可靠,形成隔绝氧化层能力强且物、化性能稳定,而且吸附非金属夹杂物能力强,且要求可操作性强。 传统的熔炼设备分为火焰反射炉和干锅炉,目前新开发的集熔化与压铸为一体的封闭型镁合金生产系统,熔炼在密封的坩埚内进行,通过固定的吸管将镁合金液送入压铸型腔底部,坩埚及压铸型腔内都通有氩气,不用SF6气体保护,效果非常明显。合金熔炼还开发出了单室、双室、三室熔炼炉。单室熔炼炉是熔化、保温和镁液出炉都在一个坩埚内完成,适于非流水线生产的砂型铸造或小