镁及镁合金熔炼特点

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。

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+ F22MgO(S)+SF6=2 Mg F2(S)+ SO2+ F2MgF2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。

镁合金材料的制备与应用随着科技和工业的不断发展，材料科学也在不断地发展和进步。

其中，镁合金材料是一种备受瞩目的高强度、轻质、环保的材料，被广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。

本文将介绍镁合金材料的制备与应用。

一、镁合金材料的制备镁合金是由镁和其他金属元素合成的合金，具有低密度、高比强度、耐腐蚀性好等特点，常用于制造航空、汽车、电子、医疗等领域的零部件和器件。

镁合金的制备方法多种多样，常见的有以下几种。

1. 真空熔炼法真空熔炼法是一种制备高纯镁合金的方法，主要通过高温真空熔炼将镁和其他金属元素的混合物合成镁合金。

该方法制备的镁合金纯度高、含氧量低、杂质少，但制备过程复杂、成本高。

2. 粉末冶金法粉末冶金法是一种材料制备方法，主要通过高能球磨或化学还原等技术将镁和其他金属元素粉末混合后，在高温高压条件下压制成型。

该方法制备成本低、工艺简单、能够制备出各种形状的材料，但制备周期长、工艺参数难控制。

3. 氮化物反应法氮化物反应法是一种制备高性能镁合金的方法，主要通过将金属镁和氮化物在高温下反应制备成镁氮化物，之后通过还原反应获得镁合金。

该方法制备出的镁合金密度高、强度高、延展性好，但制备过程复杂、成本高，需要使用高温等特殊条件。

二、镁合金材料的应用随着人们对环保和能源消耗的重视，镁合金材料在各个领域中的应用逐步增加。

以下是镁合金材料常见的应用场景。

1. 航空领域航空领域对材料的高强度、轻质、抗疲劳等要求很高，镁合金正是符合这些要求的材料之一。

在飞机、直升机等飞行器的制造过程中，将镁合金用作机身结构材料、发动机外罩、支撑件等，能够大幅度降低整个飞行器的重量，提升飞行器的效率和性能。

2. 汽车领域镁合金也被广泛应用于汽车领域。

在汽车制造过程中，将镁合金用作车身结构材料、发动机散热器、变速器壳体、制动器等部位，能够降低整车重量、提高车辆的燃油效率和动力性能，同时还能减少对环境的污染。

3. 电子领域随着电子设备的不断更新换代，对电子材料的性能要求也在不断提高。

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。

镁合金熔炼覆盖剂材质单镁合金熔炼覆盖剂是一种应用于镁合金熔炼过程中的辅助材料，它广泛应用于镁合金熔炼工艺中。

覆盖剂的主要功能是防止氧化、污染、烧损、渣化等现象发生，从而提高镁合金的质量和性能。

本文将主要介绍镁合金熔炼覆盖剂的材质、性能、应用以及未来的发展趋势等方面。

首先，我们来了解一下镁合金的特点。

镁合金具有密度低、比强度高、切削性好、机械性能优良等特点，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。

然而，镁合金容易氧化、污染以及烧损，使得熔炼过程复杂而困难。

为了解决这些问题，研发了镁合金熔炼覆盖剂。

镁合金熔炼覆盖剂的主要材质包括石墨、石英、高岭土、黏土等。

这些材料不仅具有良好的耐高温性能，而且能够与镁合金直接反应，形成一层致密的防护膜，防止镁合金表面的氧化和烧损。

同时，熔炼覆盖剂还可以吸附镁合金表面的氧气和杂质，减少污染。

此外，覆盖剂还具有润湿性好、流动性佳等优点，能够将覆盖剂均匀地覆盖在镁合金表面，有效防止氧化、污染等现象的发生。

在实际应用中，熔炼覆盖剂可以通过不同的方法加入到镁合金熔炼过程中，例如在炉底喷射、均匀撒播、炉内直接投料等方式。

熔炼覆盖剂的添加量根据具体的合金成分和熔炼工艺可以进行调整，以达到最佳的效果。

在熔炼覆盖剂材质的选择和性能优化方面，需要考虑多个因素。

首先是耐高温性能，熔炼过程中会产生高温，所以覆盖剂必须具有较高的熔点和热稳定性，以保证覆盖剂在高温下不会熔化和蒸发。

其次是抗浸渗性能，熔炼过程中可能产生的金属液体会浸渗到覆盖剂中，因此覆盖剂必须具有一定的抗浸渗性能，以防止金属的进一步污染。

此外，还需要考虑覆盖剂与镁合金的相容性，以及覆盖剂的粒度和颗粒度分布等因素。

目前，熔炼覆盖剂正在不断研发和改进中，以适应不同类型的镁合金和熔炼工艺的需求。

未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：一是研发更高性能的熔炼覆盖剂，以提高镁合金的质量和性能。

二是优化覆盖剂的添加方式和添加量，以实现更好的覆盖效果。

镁合金锭与镁合金
镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，其特点是密度小，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。

镁合金锭是镁合金的一种形态，是将镁合金通过熔炼、铸造等工艺制成的块状金属材料。

镁合金锭具有较高的纯度和良好的铸造性能，可用于制造各种镁合金零件和结构件。

镁合金锭按照成分可以分为以下几类：
1. 镁-铝系合金：这是最常见的镁合金类型，具有较高的强度和耐腐蚀性。

2. 镁-锌系合金：这种合金具有较高的强度和硬度，但耐腐蚀性较差。

3. 镁-锰系合金：这种合金具有较好的耐腐蚀性和强度，但加工性能较差。

4. 镁-稀土系合金：这种合金具有较高的强度和耐热性，但成本较高。

镁合金锭广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等领域。

在航空航天领域，镁合金锭可用于制造飞机结构件、发动机部件等；在汽车领域，镁合金锭可用于制造汽车轮毂、发动机缸体等；在电子领域，镁合金锭可用于制造手机外壳、笔记本电脑外壳等。

总之，镁合金锭是镁合金的一种重要形式，具有广泛的应用前景和市场需求。

随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，镁合金锭的应用范围将会越来越广泛。

镁合金压铸知识点总结
一、镁合金的特性
1. 优点：良好的机械性能（高比强度和刚度）、良好的耐腐蚀性能、良好的导热性能、轻质等特点，使得镁合金在航空航天、汽车、电子、军工等领域有广泛的应用。

2. 缺点：镁合金具有较高的熔点、化学活性大、氧化膜不易去除、收缩率大、塑性差等缺点。

二、镁合金压铸工艺
1. 镁合金压铸工艺的步骤：原料处理、熔化与保温、注射压铸、冷却固化、开模脱模等。

2. 镁合金压铸工艺的要点：适当的注射速度、注射压力，严格控制熔体温度和模具温度，合理的模具设计等。

三、模具设计
1. 模具结构设计：模腔形状、排气系统、浇口系统、冷却系统等要素的设计。

2. 模具材料选择：要选择抗热疲劳、耐磨损、导热性能好的材料。

四、工艺控制
1. 熔体温度：熔体温度的控制直接关系到产品的质量，一般采用真空熔炼和保温的方式来控制熔体的温度。

2. 注射速度和压力：注射速度和压力的调节对产品的成型充填性和密度具有重要影响。

3. 模具温度：模具温度直接影响成型零件的表面质量和尺寸精度。

五、产品质量分析
1. 表面质量：产品的表面质量受模具表面处理和成型工艺控制的影响。

2. 尺寸精度：尺寸精度受模具设计、温度控制和成型过程控制的影响。

3. 成型缺陷：成型过程中可能出现的缺陷有气孔、烂模、收缩等，需要通过工艺改进和模具设计来解决。

以上就是对镁合金压铸知识点的简要总结，镁合金压铸作为一种重要的工艺，在现代工业中有着广泛的应用前景。

希望本文能为读者对镁合金压铸工艺有更深入的了解提供帮助。

镁合金的MIG焊接工艺镁合金的特点1.重量轻——镁合金比重在所有结构用合金中属于轻者,它的比重为铝合金的68%,锌合金的27%,钢铁的23%,它除了做3C产品的外壳,内部结构件外,还是汽车、飞机等零件的优秀材料2.比强度、比刚度高——镁合金的比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当,而远远高于工程塑料,为一般塑料的10倍3.耐振动性好——在相同载荷下,减震性是铝的100倍,钛合金的300~500倍4.电磁屏蔽性佳——3C产品的外壳(手机及电脑)要能够提供优越的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰5.散热性好——一般金属的热传导性是塑料的数百倍,镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金,远高于钛合金,比热则与水接近,是常用合金中最高者6.质感佳——镁合金的外观及触摸质感极佳,使产品更具豪华感7.可回收性好——只要花费相当于新料价格的4%,就可将镁合金制品及废料回收利用8.稳定的资源提供——镁元素在地壳中的储量居第八位,大部分的镁原料自海水中提炼,所以它的资源稳定、充分镁及镁合金的焊接性⑴粗晶镁的熔点仅为651℃ ,导热快,焊接时要用大功率热源,所以焊缝及热影响区金属易产生过热和晶粒长大。

⑵氧化和蒸发镁的氧化性极强,在焊接高温下,易形成氧化镁(MgO),MgO 熔点高达2500℃ ,且密度大( 3.2g /cm3),在熔池中易形成细小片状的固态夹渣。

在高温下,镁还容易和空气中的氮化合成镁的氮化物,使接头性能变坏。

镁的沸点不高,仅为1100℃ ,因此在电弧高温下很易蒸发。

⑶热应力镁及镁合金的线膨胀系数约为钢的2倍(铝的1.2倍),所以焊接时产生较大的热应力,增加产生裂纹的倾向和加大焊件变形。

⑷热裂纹镁容易和一些合金元素如Cu、Al、Ni等形成低熔点共晶(如Mg-Cu 共晶熔点为480℃ ,Mg-Al共晶熔点为430℃ ,Mg-Ni共晶熔点为508℃ )所以热裂纹倾向较大。

镁合金熔化安全技术操作规程镁合金是一种具有轻质、高强度和良好的机械性能的材料，广泛应用于航空、汽车和电子等领域。

然而，由于其低熔点和易燃的性质，对于镁合金的熔化工作需要特殊的安全技术操作规程。

下面是一个关于镁合金熔化安全技术操作规程的____字详细说明：一、概述镁合金熔化工作需要严格遵守安全操作规程，以预防火灾和事故的发生。

本文将从镁合金材料的性质、熔化设备的选择和使用、火灾预防和应急处置等方面详细介绍镁合金熔化安全技术操作规程。

二、镁合金材料的性质镁合金的熔点相对较低，易燃且火焰温度高，因此在熔化过程中需要特别注意防火措施。

此外，镁合金还具有易氧化的特点，容易与空气中的氧气发生反应，因此需要在惰性气氛下进行熔化工作。

三、熔化设备的选择和使用1. 熔炉选择：应选用具备良好耐火性和隔热性能的炉体材料，确保炉体不产生热裂纹并能够承受高温的侵蚀。

同时，炉子的内部应设置耐高温的反应层，以减少反应产物对炉子的腐蚀和污染。

熔炉的外部应设置防热层，以防止辐射热对熔炉周围环境的影响。

2. 熔炉操作：熔炉应进行定期的维护保养工作，确保炉体的正常运行。

在熔化过程中，应定期检查炉体的温度和压力，避免出现异常情况。

同时，应按照操作手册的要求进行炉体的升温和降温，避免温度过高或过低造成设备的损坏。

3. 熔炉保温：在熔化过程中，需要对熔炉进行保温，以减少能量的损失和环境的影响。

保温材料应具备良好的热稳定性和隔热性能，并能够耐受高温和腐蚀。

同时，应定期检查保温材料的完整性和性能，确保其正常工作。

四、火灾预防措施1. 熔化环境控制：在熔化过程中，应保持熔炉内的环境干燥，并尽量降低空气中的氧气含量，以减少镁合金与氧气的反应。

可以使用惰性气体作为熔炉内的气氛，例如氮气或氩气。

2. 防火设施准备：熔化现场应配备消防器材和防火用品，如灭火器、灭火器、防火涂层等。

同时要定期检查这些设施的有效性，并进行维护和更换。

3. 电气设备安全：熔化现场的电气设备应符合相关的安全标准，并定期进行维护和检测。

镁合金熔炼温度镁合金是一种重要的金属材料，具有低密度、高强度、良好的机械性能和优异的耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

熔炼是制备镁合金的重要工艺环节之一，而熔炼温度是影响镁合金熔炼过程和质量的关键因素之一。

镁合金的熔点较低，一般在600-700摄氏度之间。

熔炼温度对镁合金的成分均匀性、晶粒尺寸和力学性能等起着重要作用。

在熔炼过程中，合金的成分均匀性对最终制品的质量有着直接的影响。

过高或过低的熔炼温度都会导致合金组分的不均匀，从而影响合金的性能。

因此，控制合适的熔炼温度对于获得高质量的镁合金产品至关重要。

在实际生产中，镁合金的熔炼温度与合金的成分和应用有关。

常见的镁合金熔炼温度一般在650-750摄氏度之间。

在熔炼过程中，应根据合金的具体成分和要求，合理选择熔炼温度。

在熔炼温度较高的情况下，合金的热稳定性会降低，易发生氧化和挥发等问题；而在熔炼温度较低的情况下，合金的熔化速度较慢，容易产生非均匀的熔体。

镁合金的熔炼温度还受到其他因素的影响，如熔炼设备、熔炼工艺、熔炼介质等。

不同的熔炼设备和工艺会对熔炼温度有一定的要求。

一般来说，采用电炉熔炼的镁合金，由于电炉的特点，熔炼温度相对较高；而采用气体炉或电弧炉熔炼的镁合金，熔炼温度相对较低。

在实际操作中，为了保证镁合金的质量，不仅要控制合适的熔炼温度，还要注意熔炼时间和熔炼过程中的其他工艺参数。

熔炼时间过长会导致合金的挥发和氧化，熔炼时间过短则可能导致合金的成分不均匀。

因此，熔炼温度、熔炼时间和其他工艺参数需要综合考虑，进行合理的调控。

镁合金的熔炼温度是影响镁合金熔炼过程和质量的重要因素。

合理选择熔炼温度可以提高合金的成分均匀性和力学性能，从而获得高质量的镁合金产品。

在实际生产中，根据合金的具体成分和要求，结合熔炼设备、熔炼工艺和熔炼介质等因素，合理控制熔炼温度，是保证镁合金质量的关键之一。

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+ F22MgO(S)+SF6=2 Mg F2(S)+ SO2+ F2MgF2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。