镁锂合金特殊性及其熔铸加工工艺探析
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镁锂合金实验报告引言镁锂合金是一种轻质高强度合金,在航天、汽车、电子等领域具有广泛应用。
本次实验旨在制备镁锂合金,并通过对合金的性能进行测试和分析,评估合金的力学性能和化学性能。
实验方法1. 实验材料准备: 准备纯度达到99.9%的镁块、锂块,并将其切割成小块,去除表面氧化物。
2. 实验设备准备: 准备熔炼炉、石墨坩埚、钨丝、电源、恒温槽等设备。
3. 实验操作步骤:- 将预先称好的镁块和锂块按照一定比例放入石墨坩埚中。
- 将装有镁块和锂块的石墨坩埚放入熔炼炉中,使用钨丝加热将石墨坩埚内的镁和锂熔化。
- 将熔化的镁锂合金倒入预先准备好的模具中,并进行冷却。
- 将冷却后的镁锂合金样品取出,进行力学性能和化学性能测试。
实验结果与分析1. 力学性能测试:镁锂合金样品的强度和延展性是评价其力学性能的重要指标。
我们对合金样品进行拉伸实验,得到以下结果:- 抗拉强度: 200 MPa- 延伸率: 10%通过对实验结果的分析,我们可以得出结论,镁锂合金具有良好的力学性能,具有较高的强度和一定的延展性,适合在高强度要求的场景中应用。
2. 化学性能测试:镁锂合金的化学性能通常通过腐蚀试验来评估。
我们对合金样品进行了盐雾腐蚀试验,持续暴露在盐雾环境中,得到以下结果:- 腐蚀速率: 0.05 mm/year通过对实验结果的分析,我们可以得出结论,镁锂合金具有较好的耐腐蚀性能,适合在恶劣环境中使用。
结论通过本次实验,我们成功制备了镁锂合金,并对该合金的力学性能和化学性能进行了测试和分析。
实验结果表明,镁锂合金具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,适用于航天、汽车等领域。
然而,镁锂合金仍存在一定的改进空间,下一步可以针对其性能进行进一步的研究和优化。
参考文献[1] 张三, 李四. 镁锂合金的研究进展. 材料科学与工程, 20XX, 12(1): 105-110.。
镁锂合金真空电阻炉熔炼工艺研究摘要:由于镁锂合金材料本身的化学性质十分不稳定,因此极易被氧化,所以在开展镁锂合金的熔炼过程中的工作难度是非常大的。
文章将通过采用真空电阻炉的方式对三种不同工艺的制作而成的镁锂合金进行分析,并对制作好的合金的成分进行检测和分析,从而挖掘出不同情况下熔炼工艺的具体制作方法及对应的工作模式。
关键词:镁锂合金、真空电阻炉、熔炼工艺、研究1实验背景在众多合金材料中,镁锂合金是一种十分常用的合金,且因其优异的特性而深受广大人民的喜爱,目前人们日常生活中的方方面面中都能看到镁锂合金的身影。
然而镁锂合金中有属于高活性的镁元素和锂元素组成,这两种元素本身而言都属于一种极易被氧化的元素,且由于氧化膜本身的密度都小于1,因此一旦在合金过程中发生氧化反应,就会影响到合金后的纯度及性能。
为此,应对熔炼过程中的工艺进行研究,加入更多能够保护熔炼的工艺在其中。
通常情况下开展镁锂合金真空电阻炉熔炼工艺的具体方式分为两种,第一种为通过使用覆盖剂的方式将镁锂合金表面涂抹上这层覆盖剂,从而直接隔离镁、锂与外界的交流。
第二种方式是通过使用惰性气体氩气的方式对其表面进行有效地保护。
从这两种基本的保护方法中可以看出,第二种方法相对更加有效,实现度也更加容易,因此适合采用这种方式进行深入工艺的研究。
为此在后期的实验过程中采用真空电阻炉抽真空后充氩气的方式实现对合金的保护目标。
2工艺设备的选择及具体的操作方法制定2.1熔炼设备的选择为了更好地开展相关熔炼工作,在熔炼前应对相关设备进行布置和选择,本次熔炼的设备主要是通过如下几个部分组成的,分别是炉体、真空系统、控制系统、冷却水系统和电源系统五部分,每个部分之间的关系都是相互紧密,互相联系的。
其中炉体部分是整个系统中的核心部分,是开展实验的重要场所。
炉体分为炉盖、炉身两个基本的内容。
在炉盖上会有一个合金加料的搅拌装置和两个观察口,通过这两个观察口可以适时的对炉内的相关熔炼内容进行观察。
镁合金的熔炼铸造与焊接技术研究摘要:科技的发展,促进工业建设事业的快速发展。
穷,产量直线上升,具有非常广阔的应用前景。
在应用镁合金过程中,存在的一定的限制性,在进行熔炼和加工时,容易出现氧化燃烧的问题,造成生产镁合金具有一定难度。
为了能够使得上述问题得到有效解决,应该关注镁合金的熔炼技术,主要涉及到溶剂保护以及熔炼过程,大都是采用SF6为代表的气体保护熔炼,这里主要结合实际,探讨了进行熔炼技术的几个方面工作,希望对于今后的于镁合金熔炼发展具有一定帮助。
本文就镁合金的熔炼铸造与焊接技术展开探讨。
关键词:镁合金;熔炼铸造;焊接技术引言镁合金在航空、军事、民用器械等制造加工领域应用越来越普及,如航空航天的飞机变速箱、天蓬框架、发动机箱体,以及人们体育运动使用的网球拍、办公使用的打印机滚筒、核电站使用的核燃料零件箱等,都广泛使用了镁合金结构材料。
目前,镁合金已经成为除钢铁、铝合金之外的第三大金属结构材料。
1镁合金的熔炼与保护技术1.1溶剂保护熔剂保护熔炼的方法是镁合金熔炼之前先在坩埚底部放置少量熔剂(约占炉料重量的1%),将其预热至暗红色。
在熔体静置和浇铸过程中,再在熔体表面熔剂轻轻地洒上溶剂。
溶剂应在300℃左右烘箱中烘烤2h以上,以保证溶剂干燥。
溶剂的加入量应在保证镁合金液不发生燃烧和氧化的前提下尽量少,以保证熔体质量。
常用的溶剂主要为卤盐混合物,该方法的缺点主要在于:溶剂高温下会发出HCl、Cl2等有害气体,同时浇铸不当会导致溶剂残留于合金液中形成溶剂夹杂降低铸件性能。
1.2气体保护熔炼针对镁合金液表面进行处理,将相应的惰性气体,或者能够和镁生成致密氧化膜的气体涂抹在表面,这样就能够实现隔离空气中的氧气,当前,常用的保护气体主要包括CO2、SO2、Ar、SF6等。
其中,对于SF6气体来说,其具有无毒、无味、无色等物理性质,能够在镁合金液面生成MgF的致密氧化膜,有效防止接触到氧气而进一步氧化,一般情况下,则是将CO2、干燥空气、SF6混合使用,这种工艺已经非常成熟,应该在应用过程中,注意相应的SF6的保护效果、气体消耗量相关影响因素。
第1章绪论1.1引言镁锂合金又称为超轻合金,该合金具有密度小、比强度高、比刚度高,对震动、噪声缓冲能力强,且切削加工和抛光性能好等优异性能[1],已广泛应用于汽车制造、航空航天等领域,20世纪90年代后其应用扩展到通讯、计算机和声像(简称3C产品)等领域。
但是,锂的加入在降低密度、提高塑性的同时,却使合金的抗腐蚀性能显著降低,使其应用受到了很大的限制,需要进行有效的防护处理来发挥镁锂合金的优良性能。
Al的化合物尤其是氧化铝稳定性较好,铝的薄膜相比于镁和锂的氧化膜有着极强的耐蚀性能。
因此本论文将研究在Mg-Li合金表面合成耐蚀性能良好的Al膜,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪研究了镁锂合金表面铝膜的形貌、结构和组成。
1.2镁铝合金的概述Mg中以Li为主要添加元素,即构成了Mg-Li合金。
Mg-Li合金密度只有1.30-1.65g/cm3,仅为铝合金的1/2,是传统镁合金的3/4,是迄今最轻的金属结构材料。
Mg-Li合金可以降低宇宙射线对电子仪器设备的干扰,能满足航空、航天工业对轻质材料的需求,例如:1960 1967年,洛克希德马丁与IBM合作,开发了航天飞机“Stern-V”用的Mg-Li合金部件[2]。
总之,随着3C 产业迅速发展,人们对便携性、轻量化、环保型产品需求的增长,Mg-Li合金的应用也将会越来越广泛。
1.3镁锂合金的研究历史及现状1.3.1 镁锂合金的研究历史1910年,德国Masing[3,4]在研究Li、Na、K与Mg相互作用时,意外地1发现Mg和Li发生有趣的结构转变,并认为该结构是超结构。
1934-1936年,德、美、英三国研究者相继研究了镁锂合金的结构转变,并测定了二元合金相图,证实了镁含量达5.7%时出现bcc-fcc结构转变。
1942年,美国冶金学家提议向镁基合金中添加金属锂,使镁基合金的晶体结构由密排六方变成体心立方,以期改善合金的加工性能,并同时降低合金的比重。
【2017年整理】镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺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。
铝镁锂合金件成型与精密加工技术探究铝镁锂合金件成型与精密加工技术探究引言:铝镁锂合金在航天航空领域具有重要的应用价值,因其具有优异的强度、刚度、抗腐蚀性能和轻质化等特点。
但是,铝镁锂合金的成型和精密加工技术对材料性能和产品质量非常关键。
本文将探究铝镁锂合金件的成型和精密加工技术,并分析其在工业应用中的重要性和挑战。
一、铝镁锂合金件成型技术1.变形成型变形成型是指通过施加外力使材料产生塑性变形,改变形状和尺寸的一种成型方法。
铝镁锂合金的变形成型可以采用冷变形和热变形两种方式。
冷变形:冷变形是指在常温下进行变形加工,主要包括拉伸、压缩、剪切、弯曲等。
冷变形对于铝镁锂合金的力学性能和物理性能有较大影响,可以提高材料的强度和硬度,但容易引起晶粒细化和变形硬化效应,降低材料的塑性。
热变形:热变形是指在高温下进行变形加工,主要包括热挤压、热轧、热锻等。
热变形可以克服铝镁锂合金的冷变形硬化效应,提高材料的塑性,但是对于材料的凝固组织和晶界特征会产生影响。
2.精密锻造精密锻造是指通过模具和压力将铝镁锂合金原料塑性变形成型的一种成型技术。
精密锻造具有高成形精度、高表面质量和高加工效率等优点,适用于生产高要求的铝镁锂合金件,如飞机主翼、车身构件等。
精密锻造的过程包括模具的设计、材料的预加热、锻造变形、模具的冷却和后处理等。
模具的设计要考虑到材料的膨胀和收缩,以及变形过程中的应力和变形能量等因素。
材料的预加热可以提高材料的塑性,减小锻造过程中的应力和变形硬化。
锻造变形的过程需要控制变形速度和应力,以避免材料的晶粒细化和裂纹的产生。
三、铝镁锂合金件精密加工技术1.数控加工数控加工是指通过计算机控制机床和刀具进行加工的一种加工技术。
数控加工具有高精度、高效率和高稳定性的特点,适用于生产复杂形状和高精度要求的铝镁锂合金件。
数控加工可以分为车削、铣削、钻削、镗削等不同加工方式,根据具体的加工要求选择合适的刀具和机床进行加工。
镁锂合金焊接现状分析报告引言镁锂合金是一种具有良好性能的轻金属材料,广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而,由于其高反应性和低热导率等特性,镁锂合金的焊接过程较为困难。
本报告旨在对镁锂合金焊接的现状进行分析,并提出相应的解决方案。
镁锂合金焊接的困难性1. 高反应性:镁锂合金易与大气中的氧、氮反应产生氧化物和氮化物,导致焊接接头质量下降。
2. 低热导率:镁锂合金的热导率相对较低,容易在焊接过程中产生焊接区域的温度不均匀现象。
3. 焊接裂纹:镁锂合金在焊接过程中易产生热裂纹和冷裂纹,降低焊接接头的强度和密封性。
解决方案1. 优化焊接工艺参数:通过调整焊接电流、焊接速度等参数,控制焊接过程中的热输入和冷却速率,以减少热裂纹和冷裂纹的发生。
2. 使用保护气体:在焊接过程中,使用惰性气体如氩气作为保护气体,防止氧、氮进入焊接区域,减少氧化物和氮化物的生成。
3. 加热预处理:在焊接前对镁锂合金进行加热预处理,提高其热导率,均匀分布焊接区域的温度,减少焊接裂纹的发生。
4. 配备合适的焊接设备和材料:选择具有适当功率和加热速率的焊接设备,使用符合镁锂合金焊接要求的焊接材料,以提高焊接的效果和接头质量。
5. 充分保持焊接接头的清洁:在焊接前进行彻底的表面清洁和除油处理,以减少氧化物和氮化物的产生,提高焊接接头的质量。
镁锂合金焊接的发展趋势1. 新型焊接技术的应用:随着科技的发展,新型焊接技术如激光焊、电子束焊等逐渐应用于镁锂合金的焊接领域,提高了焊接接头的强度和密封性。
2. 材料研究的进展:随着对镁锂合金和焊接材料研究的深入,新型合金材料和焊接材料逐渐推出,满足了不同焊接要求的应用需求。
3. 自动化和智能化生产的发展:随着自动化和智能化技术的不断进步,镁锂合金焊接生产中的操作流程和质量控制得到提高,降低了人为操作误差的产生。
结论镁锂合金焊接具有一定的困难性,但通过优化焊接工艺参数、使用保护气体、加热预处理等措施,可以有效地解决焊接过程中的问题。
镁锂合金特殊性及其熔铸加工工艺探析
作者:严雄仲
来源:《中国化工贸易·上旬刊》2017年第08期
摘要:镁锂合金具有高比强度和高比弹性模量,其质量非常轻,在应用中具有良好的减震性能,并且焊接性能非常好,如今已经引起了我国材料研究学者的高度重视。
本次研究主要分析镁锂合金的晶体结构和特殊性,完善镁锂合金的熔铸和加工的工艺。
关键词:镁锂合金;特殊性;熔铸加工;工艺
在相关的研究中,充分的分析镁锂合金的焊缝强度非常大,高达集体金属强度的90%。
而且镁锂合金在加工完成后,其密度比较小,即使是在低温的环境下,其强度也非常大,而且具备较大的断裂性能。
镁和锂都是活性比较大的金属,在熔铸的过程中如果产生了氧化的问题,就会导致夹渣的问题,其纯度就会比较低,降低了金属的使用年限。
因此,完善镁锂合金的熔铸加工水平,通过完善相关的工艺,提高金属的使用寿命。
1 镁锂合金的晶体结构和特殊性
镁锂合金具有特殊的晶体结构,镁原子的原子序数是12,其会构成六边形的晶体结构,所以,镁原子的熔点会非常高,最高可以达到700摄氏度,镁锂合金中,锂元素的质量非常小,其晶体结构是立方形,但是其熔点不是特别高,最大的熔点不超过200摄氏度。
因此,镁锂合金是将镁元素和锂元素结合而形成的两相组织。
在合金元素中如果包含镁元素和锂元素,这种合金与其他成分构成的合金相比,优势非常的明显,其一,其密度比其他的合金小,但是强度比其他的合金大,而且其刚度性能非常的完善,并且可以完善合金的导电和导热的性能。
其二,变形温度对镁锂合金产生的影响非常大,会导致镁锂合金的滑移和塑性变形。
在不同的温度下,镁锂合金的滑移模式会发生一定的变化,滑移系也会发生变化。
变形温度也会导致镁锂合金的塑性变形能力发生变化,其是多相合金。
2 熔铸加工镁锂合金应该注意的问题
如今,航天和航空事业正在不断的完善和发展,镁锂合金产品得到了广泛的应用,各行各业对镁锂合金的质量提出了更高的要求。
尤其是近年来,航空航天公司一般都需要强度非常大的材料,从而促进了镁锂合金熔铸加工工艺的完善。
但是,与其他的合金加工相比,镁锂合金的加工还是存在一定的难度。
2.1 镁锂合金的溶体不能得到较好的保护
在镁锂合金熔铸加工的环节中,镁元素和锂元素都很容易产生氧化反应,这时镁锂合金会出现烧损的问题。
2.2 熔铸加工镁锂合金时材料选择存在难度
在进行镁锂合金加工的环节中,应该选择合适的炉衬材料,如果炉衬材料的质量非常好,在锂元素反应的过程中就不会产生大量的杂质,通过置换反应,也能将杂质及时的置换出来,使合金的纯度不断的提升。
尤其是在进行熔铸加工的环节中,应该选择合适的耐火材料。
2.3 镁锂合金内部含有的氢含量不容易得到控制
在一般情况下,镁锂合金中的氢元素的含量要比其他的合金高。
所以,在对镁锂合金进行熔铸加工的环节中,应该合理的选择覆盖剂,可以选用氟化钙作为覆盖剂。
在镁锂合金的熔炼之前,应该确保熔炼工具的清洁和干燥,防止有异物干扰熔炼。
镁锂合金熔铸的环节中,应该明确溶体搅拌的时间,一般情况下,如果锂罩的位置不超过溶体下的三分之二,应该选择垂直搅拌的方式,搅拌时间一般控制在3-5分钟。
3 熔铸加工镁锂合金的具体操作
3.1 熔铸加工镁锂合金要准备的材料
设备一般是采用井式电阻炉。
材料主要有三种类型,其一是合金炉料,其二是溶剂炉料,其三是辅助性的材料。
合金的炉料可以将镁块和锂块区分,而且的配比应该控制在85:14,采用清洁的铝箔包裹。
溶剂炉料主要包括洗涤剂、溶剂和覆盖剂等。
洗涤剂主要是由无水氯化铝和无水氟化锂构成,二者的比例是2:1,将两种溶剂混合起来,搅拌均匀,然后制备一定的量,确保其可以达到金属熔体比例的30%。
在溶剂的配置环节中,应该将无水氯化锂和无水氟化锂混合,二者的配比一般是3:1,进行两个小时的烘干,确保其质量是金属熔体的10%。
在覆盖剂的配置环节中,将无水氯化锂、无水氟化锂和无水氟化钙混合,三者的比例是3:1:3,进行两个小时的烘干,确保其质量是金属熔体的3-5%。
固溶处理时,温度的选择主要取决于合金成分,通常在673--773K之间,以使第二相充分溶解而晶粒又不至于过分长大为佳。
固溶时间一般为1Ow-4h左右。
但是当Zn含量超过2%(质量)时,凝固时有热倾向,因此要严格控制其含量。
3.2 操作力学性能测试
在对镁元素和锂元素的特殊性分析的基础上,因该完善熔铸加工的材料,对镁元素和锂元素进行硬度的测试,完善其拉伸强度的测试,对其金相进行测试,完善光学金检测。
3.3 熔铸加工镁锂合金的实验操作
通过熔铸加工的方式得到高质量的镁锂合金和相关的铸件,在加工的环节中,应该有效的防止氧化问题的产生,防止在合金的表面出现不平整的气孔的问题,防止有杂物出现。
在熔铸加工的环节中,应该对镁锂合金进行加工,从而获得高质量的镁锂合金和铸件,应该完善相关组织的性能。
当合金中Mn含量为1.5(质量)时可获得最佳耐蚀性、但过量的Mn反而造成耐蚀和塑性下降。
应该采用砂纸对纯镁锭、钢材质的器皿的内部进行打磨,并且完善对钢材质铸型和锂罩进行打磨,确保其表面的平整和光滑,防止表面过于粗糙,也防止表面产生较大的磁性,有效的避免熔铸加工的环节中会有大量的杂质被吸附。
然后采用冷水清洗的方式,对镁锭进行清洗,将表面的义务及时的清除,防止在熔铸加工的环节中由于杂质的产生导致加工质量不高。
在对熔铸器皿选择的过程中,其规格要合适,将其加热到一定的温度后,将洗涤剂直接导入器皿中,确保其在器皿的底部发挥作用。
在洗涤剂在高温的条件下溶化后,对整个器皿的内腔进行清洗。
在洗涤完成后,将洗涤液清除,对器皿进一步的加温。
在高温条件下实现溶剂的烘干处理,然后采用导气管和气罩通气的方式,将干净的氩气注入其中。
在溶剂全部发挥作用后,将容器的表面清洗干净,再容器烘干后,将镁锭放入其中。
对镁锭进行加温的处理,确保其完全的熔化。
在这个环节中,要确保器皿的温度达到要求。
当镁锭已经熔化后,应该进行相应的降温处理,确保其温度保持在合适的范围,然后加锂罩,将已经采用铝箔包装好的纯锂锭分批次加入到锂罩中,在其熔化后,对锂锭继续进行加温处理,确保其完全的熔化。
将覆盖剂加入到熔体中,确保其在锂罩溶液的三分之二以下,采用垂直搅拌的方式,3-5分钟结束。
对溶体继续进行加温处理,确保温度高达1003k。
然后,确保在这个问题下,溶体静置半个小时,确保有适量的氩气注入其中。
采用合适的冷却的方式,将溶体的温度降低到923k,然后加热钢制铸件,使其温度控制在573k。
然后将表面的杂质清除,向铸件内加入溶体,在这个环节中,也要不间断的加入氩气。
如果因为温度过高,导致了着火的问题,这时应该采用硫磺粉灭火,以免火势蔓延。
在没有进行固溶处理时,镁锂合金的铸造硬度一般是85HB左右,在固溶的过程中,其温度会不断的升高,刚开始,镁锂合金的硬度会下降,随后,在473K的温度下进行固溶处理,合金的硬度会逐步的提升。
随后,固溶的温度会越来越高,镁锂合金的温度会进一步提升,在573K温度下,固溶处理后,镁锂合金的硬度可以达到88.9HB。
将镁砂坑烘干,将浇筑的过程中剩下的残渣和溶液倒出,防止残渣和溶液导致周围的环境污染。
4 结语
如今,镁锂合金的应用领域逐渐的广泛,其在制造各类装备的过程中,其质量非常小,发挥的效果突出,在很多发达国家已经开始使用。
其在电子和汽车工业中也能得到广泛的应用,汽车的制造中如果采用镁锂合金,汽车的重量可以减轻20-25%。
镁锂合金的挤压件可以在汽车承载件、如座驾、窗框等方面使用。
其截面面积非常小,可以减轻设备的自重。
镁锂合金的密度非常小,而且其电磁屏蔽性能非常好,非常适合在便携式的电子电器通讯中使用,而且除了压铸的镁锂合金外,变形镁锂合金也是今后的发展趋势。
镁锂合金在不同温度下固溶,其基体强化机制随温度升高由弥散强化逐渐转至固溶强化,并在500K左右达到塑性最大值;这种新的熔炼工艺制作出的镁锂合金通过不同温度轧制,可以生产出最大伸长率超过40%,最大抗拉强度达355MPa的2mm板材。
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