镁合金熔体复合处理净化装置、方法及镁合金熔体生产线-凯发k8娱乐

本发明涉及金属材料及冶金类，具体地，涉及一种镁合金熔体复合处理净化装置、方法及镁合金熔体生产线，尤其地，涉及一种600公斤级大熔量镁合金熔体复合处理净化装置，特别地，涉及一种适用于差压铸造的镁合金熔体复合处理净化装置。

背景技术：

1、镁合金作为最轻的工程金属结构材料，具有比重轻、高的比强度和比刚度、阻尼性及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强和减振性好等优点，广泛应用于日常制造业以及航空航天等领域。

2、镁合金的主要合金元素有al、zn、mn、zr以及稀土元素等，但是由于大多数合金元素的密度大于镁的密度，在熔炼的过程中容易发生沉降和比重偏析，显著影响镁合金熔体的成分均匀性，并影响镁合金的力学性能。而且，镁合金熔体自身的氧化膜封闭能力差，在熔炼过程中通常要采用气体保护来防止镁合金熔体的氧化和燃烧。并且，镁合金熔体中含有大量的氧化物、碳化物及硫化物等杂质，这些杂质同样会显著降低镁合金的力学性能和抗腐蚀性能。除此以外，由于镁合金熔体的吸氢能力较强，尤其当熔体中含有稀土元素时，由于稀土元素与氢的结合力较大，增大了熔体的氢含量并易形成高熔点的稀土氢化物，该相呈方块状分布在晶界处，会显著降低材料的塑性。因此，熔体处理(成分均匀化、气体保护、熔剂净化、气体净化)已成为制约镁合金，尤其是稀土镁合金进一步推广应用的主要技术瓶颈。

3、镁合金在熔炼过程中通常要进行以下几种熔体处理：(1)通常采用sf6和co2气体作为保护气体来防止镁合金熔体的氧化和燃烧，从而对镁合金熔体进行气体保护。(2)通常在镁合金熔体中加入精炼熔剂，然后通过搅拌的方式使精炼熔剂和镁合金熔体充分均匀接触，从而去除镁合金熔体中的杂质，达到熔剂净化镁合金熔体的目的，并通过搅拌提高镁元素和合金元素的成分均匀性。(3)通过向镁合金熔体中通入惰性气体，由于氢元素在气泡和镁合金熔体中分压差的不同，熔体中的氢元素不断扩散进入气泡中，并随着气泡的上升上浮到液面逸出，从而实现对镁合金熔体除氢的目的。

4、但是，就目前而言，以上几种熔体处理过程往往采用不同的设备进行处理，处理过程之间往往独立进行，不同过程之间需要进行转运或频繁开关盖操作，这增加了熔体的处理时间。因此，基于上述镁合金熔炼所需的熔体处理，有必要开发一种用于镁合金熔炼的熔体复合处理装置，将镁合金的成分均匀化、气体保护、熔剂净化和气体净化进行复合处理，减少熔体的处理时间，提升熔体处理的效率，高效制备出镁合金熔体。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种镁合金熔体复合处理净化装置、方法及镁合金熔体生产线。

2、根据本发明提供的一种镁合金熔体复合处理净化装置，包括移动设备和复合处理设备以及坩埚；

3、所述复合处理设备安装在移动设备上，移动设备能够带动所述复合处理设备在水平面移动，也能带动所述复合处理设备垂直上下移动；

4、所述坩埚固定安装在地面或外部支架上；所述复合处理设备向下运动时能够与所述坩埚相配合。

5、优选的，复合处理设备包括精炼熔剂投入斗、净化气体输入管、搅拌轴、电机、保护气体输入管、盖板、中间合金吊篮、搅拌叶片结构、安装平台以及气体喷嘴；

6、所述电机安装在所述安装平台上，搅拌轴的一端与电机传动连接，另一端穿过所述安装平台延伸至所述安装平台的下方；

7、所述盖板位于所述安装平台下方，且能够盖合在所述坩埚的顶部开口上；

8、所述中间合金吊篮直接或间接安装在所述盖板下方，且搅拌轴贯穿所述中间合金吊篮；

9、所述搅拌叶片结构与气体喷嘴均安装在所述搅拌轴上，且位于所述中间合金吊篮的下方；

10、所述精炼熔剂投入斗的一端、净化气体输入管的一端以及保护气体输入管的一端位于所述盖板的上方，所述精炼熔剂投入斗的另一端以及保护气体输入管的一端穿过所述盖板延伸至所述盖板的下方；

11、净化气体输入管的另一端与气体喷嘴相连通。

12、优选的，所述搅拌叶片结构包括上搅拌叶片、下搅拌叶片；

13、所述中间合金吊篮、上搅拌叶片、下搅拌叶片以及气体喷嘴依次由上至下布置。

14、优选的，所述中间合金吊篮通过支架安装在盖板下方。

15、优选的，保护气体输入管内输入的保护气体为sf6和n2的混合气体。

16、优选的，精炼熔剂投入斗中加入的精炼熔剂为jdmj精炼熔剂。

17、优选的，净化气体输入管内输入的净化气体为ar2。

18、优选的，所述移动装置包括垂直升降结构和水平移动结构；

19、所述垂直升降结构安装在所述水平移动结构上，所述复合处理设备与所述垂直升降结构相连。

20、根据本发明提供的一种镁合金熔体复合处理净化方法，采用所述的镁合金熔体复合处理净化装置，还包括如下步骤：

21、当进行镁合金熔体的制备时，首先，利用垂直升降结构将复合处理设备提升，然后将镁锭加入至坩埚内，然后利用垂直升降结构将复合处理设备下降至与坩埚相配合，开始对镁锭进行熔炼，并且向保护气体输入管内输入sf6和n2的混合保护气体；

22、中间合金锭可在镁锭加入至坩埚时同时放置入中间合金吊篮内；

23、或根据中间合金锭所需要达到的熔炼温度，在对镁锭进行熔炼时，待达到中间合金锭所需要达到的熔炼温度时，利用垂直升降结构将复合处理设备提升，再将中间合金锭放置在中间合金吊篮上，而后通过垂直升降结构将复合处理装置重新与坩埚配合；

24、在中间合金融化过程中，开动电机驱动搅拌轴进行旋转，然后向精炼熔剂投入斗中加入jdmj精炼熔剂，并向净化气体输入管内输入ar2，通过气体喷嘴喷出ar2气泡。

25、根据本发明提供的一种镁合金熔体生产线，采用所述的镁合金熔体复合处理净化装置。

26、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

27、1、本发明将对镁合金熔体的气体保护，熔剂净化、成分均匀化和气体净化的复合处理集合于一体，避免了不同过程间的转运，并且在盖板盖合在坩埚的顶部开口上后，能够连续工作，中间无需频繁开关盖板，缩短了整体的工作时间。

28、2、本发明通过将中间合金锭放置在位于坩埚中部的中间合金吊篮内，能够给固态中间合金提供支撑，可有效避免中间合金在融化前的直接沉降，并可通过搅拌叶片对镁熔体和中间合金熔体进行搅拌，提升了镁合金熔体的成分均匀性，简化了工艺流程。

29、3、本发明通过在精炼熔剂投入斗中加入精炼熔剂，实现了熔剂净化的目的，除此以外，本发明通过向净化气体输入管输入ar2，实现了对镁合金熔体气体净化的作用，阻碍了中间合金元素的沉降，并方便了后续进行除杂处理。

技术特征：

1.一种镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，包括移动设备和复合处理设备以及坩埚(9)；

2.根据权利要求1所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，复合处理设备包括精炼熔剂投入斗(3)、净化气体输入管(4)、搅拌轴(5)、电机(6)、保护气体输入管(7)、盖板(8)、中间合金吊篮(10)、搅拌叶片结构、安装平台(100)以及气体喷嘴(13)；

3.根据权利要求2所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，所述搅拌叶片结构包括上搅拌叶片(11)、下搅拌叶片(12)；

4.根据权利要求3所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，所述中间合金吊篮(10)通过支架(14)安装在盖板(8)下方。

5.根据权利要求1所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，保护气体输入管(7)内输入的保护气体为sf6和n2的混合气体。

6.根据权利要求1所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，精炼熔剂投入斗(3)中加入的精炼熔剂为jdmj精炼熔剂。

7.根据权利要求1所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，净化气体输入管(4)内输入的净化气体为ar2。

8.根据权利要求1所述的镁合金熔体复合处理净化装置，其特征在于，所述移动装置包括垂直升降结构(1)和水平移动结构(2)；

9.一种镁合金熔体复合处理净化方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的镁合金熔体复合处理净化装置，还包括如下步骤：

10.一种镁合金熔体生产线，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的镁合金熔体复合处理净化装置。

技术总结
本发明提供了一种镁合金熔体复合处理净化装置、方法及镁合金熔体生产线。镁合金熔体复合处理净化装置，包括移动设备和复合处理设备以及坩埚；复合处理设备安装在移动设备上，移动设备能带动复合处理设备垂直上下移动；复合处理设备向下运动时能够与坩埚相配合。复合处理设备包括精炼熔剂投入斗、净化气体输入管、搅拌轴、电机、保护气体输入管、盖板、中间合金吊篮、搅拌叶片结构、安装平台以及气体喷嘴；本发明将对镁合金熔体的气体保护，熔剂净化、成分均匀化和气体净化的复合处理集合于一体，避免了不同过程间的转运，并且在盖板盖合在坩埚的顶部开口上后，能够连续工作，中间无需频繁开关盖板，缩短了整体的工作时间。

技术研发人员：刘文才,于佳新,吴国华
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17