專利名稱：：用于精煉mg合金的熔鹽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于精煉鎂合金的熔鹽，尤其涉及用于精煉含有Sr的鎂合金的熔鹽，更具體地講，本發(fā)明涉及一種用于精煉鎂合金的熔鹽，從而有效地去除雜質(zhì)并且將含有Sr的鎂熔融合金的熔融物(Sr-containingmagnesiummoltenalloymelt)中的Sr的損失最小化。
背景技術(shù)：
：含有Sr的鎂合金由于其重量輕、強度高以及在鑄造含有Sr的鎂合金時在形成含Sr的金屬間化合物的過程中即使在高溫下也具有高的蠕變性能，所以含有Sr的鎂合金作為下一代材料而受到關(guān)注。基于這些性質(zhì)，近來Mg-Al-Sr合金作為機動車或者飛機(具體地作為高溫鎂合金產(chǎn)品)的部件的應(yīng)用顯著增長。通過在爐子中將Mg-Al-Sr鎂合金鑄錠熔化以及隨后主要進行的壓鑄來制造這種部件。因此，為了生產(chǎn)具有高品質(zhì)的最終產(chǎn)品，必需制備具有高品質(zhì)的Mg-Al-Sr鎂合金鑄錠。按照這種方式來制備鎂合金鑄錠，即，在爐子中在大約70(TC下將至少99%的純Mg鑄錠熔化，并且添加包括Al或Zn的高純合金金屬，從而調(diào)節(jié)鎂合金鑄錠的最終合金組分，然后以鎂合金鑄錠的形式將其固化。然而，因為鎂與氧的親和力高，所以在爐子中熔融鎂和添加合金金屬的過程中不可避免地產(chǎn)生包括MgO、Mg3N2、MgAl204、金屬間化合物等的各種雜質(zhì)和夾雜物。另外，因為這些夾雜物具有與熔融的鎂類似的比重，所以通過漂浮或沉淀將它們分離需要很長的時間。因此，為了增加鎂合金產(chǎn)率的目的，需要縮短去除夾雜物所需的時間。為此，利用Ar通過氣體起泡來漂浮和分離這些夾雜物，并且將氯化物類的熔鹽添加到熔融的鎂的表面，從而吸收并去除夾雜物。此外，比重比鎂的比重高的一些熔鹽在被沉淀在熔融的鎂中的同時負責吸收和去除各種雜質(zhì)。用于制備鎂合金的熔鹽的示例是CaCl2-MgCl2。盡管熔鹽的組分根據(jù)制造商而略有不同，但是大多數(shù)都采用CaCl2和MgCl2。3為了制備Mg-Al-Sr鎂合金鑄錠，具有高品質(zhì)的Sr金屬被加入到熔融的鎂中，從而均勻地熔化Sr。熔點為777。C的Sr在700。C附近的熔融的鎂中需要長時間熔化。因此，在添加了Sr之后，在爐子中提供螺旋槳或者螺桿，從而對熔融的鎂施加旋轉(zhuǎn)功率，從而縮短Sr熔化的時間段。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題然而，在生產(chǎn)過程中，沉淀在熔融的鎂中或者漂浮在熔融的鎂的表面上的各種雜質(zhì)侵入到鎂熔融合金的熔融物中，并且不期望地在Sr熔融之后需要長時間來去除這些雜質(zhì)。在使用現(xiàn)在通常用于去除這種雜質(zhì)的熔鹽的情況下，Sr被熔化并且與熔鹽結(jié)合，從而鎂中Sr的濃度被大大降低。因此，為了提高含有Sr的鎂合金鑄錠的產(chǎn)率，應(yīng)該開發(fā)具有新穎組分的精煉熔鹽。本發(fā)明緊記現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，并且提供了一種用于精煉鎂合金的熔鹽，該熔鹽能夠有效地去除雜質(zhì)，同時在制備含有Sr的鎂合金時使Sr的損失最小化。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明，用于精煉鎂合金的熔鹽可以為LiCl-KCl二元熔鹽、LiCl-KCl-NaCl三元熔鹽、或者基于熔鹽的總重量含有20%或更少的MgCl2或CaCl2的二元或三元熔鹽。在生產(chǎn)過程中，所述熔鹽可以包含10wt。/?；蚋俚碾s質(zhì)，例如，F(xiàn)e、Al、Rb、La、Ce、Nd、Ba、Br、Sr、Cs、Mn、Co、Ni、Zn和Cr的氯化物、氟化物、氮化物和氧化物、或者金屬間化合物。根據(jù)本發(fā)明的用于精煉鎂合金的熔鹽的組分基于以下原理來獲得。由于用MgCl2代替作為熔鹽，所以需要考慮鎂熔融合金的熔融物中的Sr的熔化以及與MgCl2的結(jié)合，因此如下面的反應(yīng)1所示Sr在熔鹽中以SrCl2的形式熔化。反應(yīng)1MgCl2(熔鹽)+Sr(Mg合金)—Mg(Mg合金)+SrCl2(熔鹽)發(fā)生以上反應(yīng)的原因在于SrCl2在熱力學上比MgCl2更加穩(wěn)定。將其熱力學穩(wěn)定性進行比較，熔鹽按照MgCl2<CaCl2<NaCl<SrCl2<KCKLiCl的順序朝向LiCl會更加穩(wěn)定。因此，當配制了具有最少的MgCh或CaCl2的熔鹽作為用于精煉鎂合金的熔鹽時，期望Sr的損失最小化。另外，為了利用熔鹽從鎂熔融合金的熔融物中有效地去除各種雜質(zhì)，在用于精煉熔融物的溫度下熔鹽應(yīng)該以溶液狀態(tài)存在。這樣，熔鹽應(yīng)該具有低的粘度(即，高的流動性)，從而在鎂熔融合金的熔融物中熔鹽的反應(yīng)速率增加，并且在短時間內(nèi)去除雜質(zhì)。具有低粘度的熔鹽通常具有低的熔點。有益效果根據(jù)如上構(gòu)造的用于精煉鎂合金的熔鹽，在制備含有Sr的鎂合金的過程中，可以有效地去除雜質(zhì)，也可以將Sr的損失最小化。具體實施例方式基于在技術(shù)方案中描述的事實，對能夠有效地去除雜質(zhì)同時將熔融的鎂中的Sr的損失最小化的鹽組合物進行評價，并進行試驗。根據(jù)本發(fā)明的目的，在下面的表1中示出了多個試驗結(jié)果中的一些組分的結(jié)果。除非下面另外具體定義，否則。/。表示W(wǎng)t。/0。作為試驗條件，鎂合金由96%Mg-3%Al-l%Sr組成，鎂合金與熔鹽的重量比被設(shè)定為10:1，工藝溫度被設(shè)定為700°C。另外，在與熔鹽反應(yīng)之后，研究了鎂合金的組分和熔鹽的組分，從而確定了Sr的損失程度。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>ci217CaCl2-6.6SrCl2示例442.5LiCl-52.5Mg-3A1-41.1UC1-50368°CKCl-5%MgCl20.54Sr81KC1-8.1SrCl23寸比示例60%CaClr20Mg-3A1,(60CaCl2-8.5430°C1o/oMgCl2-10%Sr<lppmMgCl2-9.6LiLiCl-腦KCl6.9SrCl2對比示例14%CaCl2-42Mg-3A1,(13CaCl2-29399°C2MgCl2-26%NaSr<lppmMgCl2-24NC1-18%KC1)aCl-17.1KCl-16.9SrCl2從表1可以清楚的是，在包括MgCl2和CaCl2熔鹽作為主要組分的對比示例1和對比示例2中，觀察到最初使用的96。/。Mg-3。/。Al-l。/。Sr鎂合金中損失了大多數(shù)的Sr，因此剩余了lppm或更少的量。然而，在利用45%LiCl-55%KCl的二元熔鹽的示例1中，反應(yīng)之后鎂合金被確定為96%Mg-3%Al-0.99%Sr-0.01K，從中可以看出Sr僅損失了大約0.01%的量。這樣，熔鹽的合適組分為3555%LiCl-4565%KCl。在利用41%LiCl-50%KCl-9%NaCl的三元熔鹽的示例2中，反應(yīng)之后鎂合金被確定為Mg-3Al-0.79Sr-0.11Na,從中可以看出Sr損失了大約0.21%的量。這樣，熔鹽的組分被示出為按重量計份數(shù)比例為0.61.5:1的LiCl和KCl以及基于熔鹽的總重量包含15%或更少的NaCl時是合適的。在利用含有5%的CaCh的42.5%LiCl-52.5%KCl的示例3中，反應(yīng)之后鎂合金被確定為Mg-3Al-0.63Sr-0.17Ca，從中可以看出Sr損失了大約0.37%的量。另外，在利用含有5%的MgCl2的42.5%LiCl-52.5%KCl的熔鹽的示例4中，反應(yīng)之后鎂合金被確定為Mg-3Al-0.54Sr，從中可以看出Sr損失了大約0.46%的量。這樣，可以看出，熔鹽被組成為含有按重量計份數(shù)比為0.41.7:1的LiCl和KC1和基于熔鹽總重量的20%或更少的CaCh或MgCl2以及基于熔鹽總重量的15%或更少的NaCl時，鎂熔融合金的熔融物中Sr的損失被有效地保持在不大于50%的水平。權(quán)利要求1、一種用于精煉鎂合金的熔鹽，用于去除鎂熔融合金的熔融物中的雜質(zhì)，所述熔鹽包含35～55wt％的LiCl和45～65wt％的KCl。2、一種用于精煉鎂合金的熔鹽，用于去除鎂熔融合金的熔融物中的雜質(zhì)，所述熔鹽包含按重量計份數(shù)比例為0.6-1.5:1的LiCl和KCl以及基于熔鹽總重量的15%或更少的NaCl。3、一種用于精煉鎂合金的熔鹽，用于去除鎂熔融合金的熔融物中的雜質(zhì)，所述熔鹽包含按重量計份數(shù)比例為0.41.7:1的LiCl和KC1、基于熔鹽總重量的20%或更少的CaCl2或MgCl2以及15%或更少的NaCl。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于精煉鎂合金的熔鹽，尤其涉及用于精煉含有Sr的鎂合金的熔鹽，更具體地講，本發(fā)明涉及一種用于精煉鎂合金的熔鹽，從而有效地去除雜質(zhì)并且將含有Sr的鎂熔融合金的熔融物中的Sr的損失最小化。這種熔鹽是LiCl-KCl二元熔鹽、LiCl-KCl-NaCl三元熔鹽、或者基于熔鹽的總重量含有20％或更少的MgCl₂或CaCl₂的二元或三元熔鹽。在生產(chǎn)過程中，所述熔鹽可以包含10wt％或更少的雜質(zhì)。文檔編號C12C1/00GK101501177SQ200780025000公開日2009年8月5日申請日期2007年7月2日優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日發(fā)明者安相鎬,樸羽振,秋東均,鄭印鎬,金真原申請人:Posco公司;浦項產(chǎn)業(yè)科學研究院