鎂鋁鍶合金的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金制備領(lǐng)域，具體地講，涉及一種鎂鋁鍶合金的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂鋁鍶合金作為一種新型的耐熱鎂合金，與其他鎂合金相比，其耐熱性相對(duì)較好，同時(shí)鎂鋁鍶合金還具有良好的鑄造性能、耐腐蝕性能和抗熱烈性。鎂鋁鍶合金制備方法主要是對(duì)摻法，通過(guò)高純金屬鎂、鋁和鍶在一定的溫度下，通過(guò)氬氣保護(hù)對(duì)摻熔煉而得到，該方法的設(shè)備復(fù)雜，工藝流程長(zhǎng)、鍶燒損大，燒損率約為20%?30%;也可通過(guò)鎂鍶、鋁鍶和鎂鋁中間合金采用對(duì)摻法得到鎂鋁鍶合金，該方法工藝流程短，鍶燒損少，當(dāng)前主要采用該方法熔煉鎂鋁鍶合金。由于高溫鎂液、鍶液和鋁液性質(zhì)非?；顫姡鲜鰞煞N方法制備鎂鋁鍶合金，在非真空熔融液澆注過(guò)程中，金屬液與空氣中的水蒸氣發(fā)生析氫反應(yīng)，得到鎂鋁鍶合金體積有明顯的膨脹，經(jīng)切割后觀(guān)察斷面，合金中含有大量氣孔，這些氣孔影響鎂鋁鍶合金的性能；一般在真空制備條件下才能有效消除氣孔，但該方法不僅增加了成本，而且也提高了操作難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鎂鋁鍶合金的制備方法，該制備方法通過(guò)采用熔煉保護(hù)劑和保護(hù)氣相結(jié)合的方法，在非真空熔煉和澆鑄狀態(tài)下，消除了鎂鋁鍶合金液澆鑄時(shí)形成的氣孔。
[0004]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種鎂鋁鍶合金的制備方法，包括步驟:A、將金屬鋁置入熔煉爐中的熔煉模具中進(jìn)行熔化，得到鋁熔融液；其中，所述熔煉爐中充有保護(hù)氣；B、向所述鋁熔融液中加入鎂鍶合金，并將所述鎂鍶合金壓入所述鋁熔融液中完全熔化，熔煉預(yù)定時(shí)間，得到鎂鋁鍶合金液；C、將熔煉保護(hù)劑平鋪于鑄型模具底部，并向所述鑄型模具中充入所述保護(hù)氣；D、將所述鎂鋁鍶合金液倒入所述鑄型模具中，并在所述鎂鋁鍶合金液上方覆蓋所述熔煉保護(hù)劑，待所述鎂鋁鍶合金液自然冷卻，得到所述鎂鋁鍶合金。
[0006]進(jìn)一步地，所述熔煉保護(hù)劑選自氯化鉀、氯化鈣、氯化鋁中的至少一種。
[0007]進(jìn)一步地，所述保護(hù)氣選自氬氣、氦氣中的任意一種。
[0008]進(jìn)一步地，所述金屬鋁與鎂鍶合金的質(zhì)量比不小于1:1。
[0009]進(jìn)一步地，在所述步驟B中，所述恪煉預(yù)定時(shí)間為30min?60min。
[0010]進(jìn)一步地，所述熔煉爐的溫度為680°C?740°C。
[0011]進(jìn)一步地，所述鑄型模具選自剛玉坩禍、石墨坩禍、耐火磚模具中的任意一種。
[0012]進(jìn)一步地，所述鑄型模具及熔煉保護(hù)劑的前處理方法具體包括:將所述鑄型模具及熔煉保護(hù)劑置于烘箱中進(jìn)行干燥；其中，干燥溫度為200°C?250°C，干燥時(shí)間為2h?3h。
[0013]進(jìn)一步地，在所述步驟C中，所述熔煉保護(hù)劑的厚度為所述鑄型模具的深度的1/4。
[0014]進(jìn)一步地，所述熔煉模具選自剛玉坩禍、石墨坩禍中的任意一種。
[0015]本發(fā)明利用鋁及鎂鍶合金采用對(duì)摻法來(lái)制備鎂鋁鍶合金，不僅減少了鎂液、鍶液因高溫氧化造成的損耗；同時(shí)，在非真空熔煉和澆鑄下，通過(guò)采用添加熔煉保護(hù)劑和充入保護(hù)氣相結(jié)合的方式，限制了鎂鋁鍶合金液的析氫反應(yīng)，從而有效地消除了鎂鋁鍶合金中的氣孔。
【附圖說(shuō)明】
[0016]通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，本發(fā)明的實(shí)施例的上述和其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鎂鋁鍶合金的制備方法的步驟流程圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的鎂鋁鍶合金的掃描電鏡圖；
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的對(duì)比例的鎂鋁鍶三元合金的掃描電鏡圖；
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的鎂鋁鍶合金的掃描電鏡圖；
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的鎂鋁鍶合金的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。
[0023]實(shí)施例1
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鎂鋁鍶合金的制備方法的步驟流程圖。
[0025]參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鎂鋁鍶合金的制備方法包括如下步驟。
[0026]在步驟110中，將金屬鋁塊置入熔煉爐中的剛玉坩禍中進(jìn)行熔化，并向熔煉爐中充入氬氣，得到鋁熔融液。
[0027]具體地，首先將熔煉爐的溫度加熱至720V，并將作為熔煉模具的剛玉坩禍放入其中加熱5min左右，使得剛玉坩禍的溫度與熔煉爐保持一致；然后將154.33g鋁塊放入剛玉坩禍中進(jìn)行熔化，得到鋁熔融液；其中，在鋁塊熔化的過(guò)程中，需向熔煉爐中充入氬氣，以使鋁塊在熔化過(guò)程中免于被氧化造成損耗。
[0028]在步驟120中，向鋁熔融液中加入鎂鍶合金，并將鎂鍶合金壓入鋁熔融液中完全熔化，熔煉30min得到鎂鋁鍶合金液。
[0029]在本實(shí)施例中，鎂鍶合金的用量為77.86g ;當(dāng)鎂鍶合金在鋁熔融液中完全熔化后，保持熔煉爐720°C的熔煉溫度下，熔煉30min得到鎂鋁鍶合金液；優(yōu)選地，在熔煉的過(guò)程中，需要用經(jīng)預(yù)先干燥過(guò)得剛玉桿攪拌鎂鋁鍶合金液以使鋁熔融液與鎂鍶合金的熔融液混合均勻，得到均勻混合的鎂鋁鍶合金液；同時(shí)，作為攪拌棒的剛玉桿的攪拌部分需燒至通紅，溫度達(dá)到與熔煉溫度接近水平，以防止溫度較低的剛玉桿在攪拌鎂鋁鍶合金液的過(guò)程中，造成鎂鋁鍶合金液的凝固。
[0030]在步驟130中，將氯化鉀平鋪于鑄型模具底部，并向鑄型模具中充入氬氣。
[0031]具體地，鑄型模具為剛玉坩禍，且平鋪在剛玉坩禍底部的氯化鉀的厚度為剛玉坩禍的深度的1/4左右；值得說(shuō)明的是，平鋪于鑄型模具剛玉坩禍底部的氯化鉀在此處充當(dāng)熔煉保護(hù)劑，而充入剛玉坩禍中的氬氣作為熔煉過(guò)程中的保護(hù)氣，以趕走鑄型模具剛玉坩禍中存在的空氣，防止后續(xù)鑄型過(guò)程中造成氧化。
[0032]在步驟140中，將鎂鋁鍶合金液倒入鑄型模具中，并在鎂鋁鍶合金液上方覆蓋氯化鉀，待鎂鋁鍶合金液自然冷卻得到鎂鋁鍶合金。
[0033]值得注意的是，在向鑄型模具剛玉坩禍中倒入鎂鋁鍶合金液時(shí)，應(yīng)緩慢操作以防止高溫鎂鋁鍶合金液外濺，倒入鑄型模具剛玉坩禍中的鎂鋁鍶合金液因具有較大的黏度而在熔煉保護(hù)劑氯化鉀表面不會(huì)發(fā)生滲漏；而在向鎂鋁鍶合金液上方覆蓋熔煉保護(hù)劑氯化鉀時(shí)，應(yīng)快速進(jìn)行傾倒，以使鎂鋁鍶合金液能避免與空氣接觸，從而防止發(fā)生析氫反應(yīng)造成損耗；也就是說(shuō)，鎂鋁鍶合金液的底面與頂面均鋪設(shè)有熔煉保護(hù)劑氯化鉀，其中，鋪設(shè)于鎂鋁鍶合金液底部的熔煉保護(hù)劑不僅起到隔絕空氣防止鎂鋁鍶合金產(chǎn)生氣泡的作用，還可防止鎂鋁鍶合金液在凝固的過(guò)程中與模具粘合在一起。
[0034]在本實(shí)施例中，在上述步驟130及步驟140中所使用到的熔煉保護(hù)劑氯化鉀及鑄型模具剛玉坩禍需進(jìn)行前處理，其前處理的具體方法即為將其置于烘箱中進(jìn)行干燥；具體地，在本實(shí)施例中，在烘箱中的干燥溫度為250°C，干燥時(shí)間為2h，以使其完全除去水分