專利名稱：一種鎂合金用納米熔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金加工行業(yè)，特別是涉及一種鎂合金用納米熔劑。
背景技術(shù)：
鎂合金是當(dāng)前世界發(fā)展應(yīng)用最快的輕合金，具有比重輕、比強(qiáng)度高、比剛度高、阻尼性好、電磁屏蔽能力強(qiáng)、對環(huán)境無污染，以及易于回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“21世紀(jì)最具開發(fā)和應(yīng)用潛力的綠色工程材料”，越來越受到工業(yè)界的重視，正在成為繼鋼鐵和鋁之后的第三大金屬工程材料。然而，鎂合金在熔煉過程中極易氧化燃燒，且熔體中易混有夾雜、 氣體和Fe、Si等有害元素。所以鎂合金在冶煉過程中需要加入熔劑進(jìn)行精煉和保護(hù)，鎂合金熔劑對鎂合金液精煉和保護(hù)效果的好壞直接影響著鎂合金質(zhì)量的優(yōu)劣。傳統(tǒng)鎂合金熔劑存在精煉效果差、鎂合金冶金質(zhì)量不高的問題，且在使用時(shí)釋放出較高濃度的有害氣體，影響工人的身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金用納米熔劑，適用于純鎂及鎂合金的熔煉，通過在熔劑中加入納米級的氧化鎂、四氯化鋯和二氧化鈦、硝酸鈉和石墨粉等，不但能對熔體進(jìn)行高效精煉，而且能生成隊(duì)和CO2，對熔體起到保護(hù)作用，也稀釋了有害氣體的濃度。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種鎂合金用納米熔劑，其中，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為=MgCl2:25-30% ;KC1:22- %; NaCl 3-5% ；CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO :3-5% ；ZrCl4:2-5% ；TiO2:2-6% ；NaNO3:5-10% ；C 粉2-4% ；冰晶石3-6%。一種鎂合金用納米熔劑的制備方法，第一步，備料按以下重量百分?jǐn)?shù)備料 MgCl2:25-30% ；KCl :22-26% ；NaCl 3-5% ；CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO :3-5% ；ZrCl4:2-5% ； TiO2:2-6% ；NaNO3:5-10% ；C粉2-4% ；冰晶石3_6%，上述組分均為納米級；
第二步，將一定量的氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至450 470°C，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。鎂合金用納米熔劑中加入硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，在熔煉過程中會(huì)生成氮?dú)夂投趸嫉缺Ｗo(hù)性氣體，凈化熔體的同時(shí)還能有效地保護(hù)熔體，避免與空氣接觸而氧化燃燒。熔劑中還加入了四氯化鋯和二氧化鈦，可以去除熔體中的Si*!^等有害元素。在熔劑中加入納米級的氧化鎂，利用納米材料的微粒尺寸效應(yīng)吸收熔體中的氧化物夾雜，最終達(dá)到除氣精煉的效果。鎂合金用納米熔劑中加入了納米級的氧化鎂，依據(jù)納米微粒尺寸與表面原子數(shù)的原理，納米材料幾乎全部由單層表面原子組成，表面原子數(shù)增多，由于原子配位不足和高的表面能，使這些表面原子具有高的活性，極不穩(wěn)定，很容易與氧化物夾雜結(jié)合在一起，從而生成較重的大顆粒氧化物而沉降。即與微米級或更大些的尺寸相比，具有更好的除氧化物夾雜的能力。本發(fā)明的有益效果為
(1)在傳統(tǒng)鎂合金熔劑(主要成分為MgCl2、氯化鉀、氟化鈣、氯化鈉、氯化鋇等)中加入納米級的氧化鎂用于吸收熔體中的氧化物夾雜，并在熔劑制備過程中添加表面活性劑，防止納米顆粒發(fā)生團(tuán)聚；
(2)加入四氯化鋯和二氧化鈦粉末，用于去除熔體中對性能影響較大的Si和狗元素；
(3)加入粉末狀硝酸鈉和石墨粉，生成氮?dú)夂投趸嫉缺Ｗo(hù)性氣體，使熔體表面保護(hù)層呈泡沫狀，增大了熔體與熔劑的接觸面積，使熔體得到更好的精煉；
(4)使用本發(fā)明的高效納米熔劑，較使用傳統(tǒng)的鎂合金熔劑，能使鎂合金的強(qiáng)度提高 4 8%，伸長率提高5 10%。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例1
鎂合金用納米熔劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為MgCl2 25% ;KC1 22% ;NaCl 5% ；CaF2 10% ；BaCl2 5% ；MgO 5% ；ZrCl4 2% ；TiO2 6% ；NaNO3 10% ；C 粉:4% ；冰晶石6%。鎂合金用納米熔劑的制備方法
第一步，備料按上述組分備料，各組分均為納米級；
第二步，將氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至450°c，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合一個(gè)小時(shí)，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。實(shí)施例2:
鎂合金用納米熔劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為=MgCl2 30% ；KCl 26% ；NaCl 3% ； CaF2:6% ；BaCl2:8% ；MgO: 3% ；ZrCl4:5% ；TiO2:4% ；NaNO3:9% ；C 粉2% ；冰晶石4%。鎂合金用納米熔劑的制備方法
第一步，備料按上述組分備料，各組分均為納米級；
第二步，將氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至470°C，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合一個(gè)小時(shí)，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。實(shí)施例3:
鎂合金用納米熔劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為MgCl2:28% ；KCl :24% ；NaCl: 4% ； CaF2:7% ； BaCl2 7% ；MgO 3. 5% ；ZrCl4 2. 5% ；TiO2 5% ；NaNO3 9% ；C 粉:4% ；冰晶石6%。鎂合金用納米熔劑的制備方法
4第一步，備料按上述組分備料，各組分均為納米級；
第二步，將氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至460°C，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合一個(gè)小時(shí)，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。實(shí)施例4:
鎂合金用納米熔劑，其中，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為MgCl2:26%;KCl: 26% ；NaCl 5%； CaF2: 10% ；BaCl2:6% ；MgO:4% ；ZrCl4:4% ；TiO2:3% ；NaNO3:8% ；C 粉3% ；冰晶石5%。鎂合金用納米熔劑的制備方法
第一步，備料按上述組分備料，各組分均為納米級；
第二步，將氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至465°C，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合一個(gè)小時(shí)，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。實(shí)施例5:
鎂合金用納米熔劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為=MgCl2 27% ；KCl 25% ；NaCl 4. 5% ； CaF2:6% ；BaCl2:6. 5% ；MgO:4% ；ZrCl4:3% ；TiO2:6% ；NaNO3:9% ；C 粉3. 5% ；冰晶石5. 5%。鎂合金用納米熔劑的制備方法
第一步，備料按上述組分備料，各組分均為納米級；
第二步，將氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至455°C，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；
第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合一個(gè)小時(shí)，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金用納米熔劑，其特征在于其組分及重量百分?jǐn)?shù)為=MgCl2:25-30%; KCl :22-26% ；NaCl :3-5% ；CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO :3-5% ；ZrCl4:2-5% ；TiO2:2-6% ； NaNO3:5-10% ；C 粉2-4% ；冰晶石3_6%。
2.一種鎂合金用納米熔劑的制備方法，其特征在于第一步，備料按以下重量百分?jǐn)?shù)備料=MgCl2 25-30% ；KCl 22-26% ；NaCl 3-5% ； CaF2:6-10% ；BaCl2:5-8% ；MgO:3-5% ；ZrCl4:2-5% ；TiO2:2-6% ；NaNO3:5-10% ；C 粉2_4% ；冰晶石3-6%，上述組分均為納米級；第二步，將一定量的氯化鎂、氯化鉀、氯化鋇裝入坩堝內(nèi)，升溫至450 470°C，然后加入氟化鈣和氯化鈉，繼續(xù)升溫至原料完全融化，攪拌均勻后澆鑄成塊狀，經(jīng)破碎、球磨后成粉料；第三步，再加入干燥過的四氯化鋯粉末、粉狀二氧化鈦、硝酸鈉、石墨粉和冰晶石，并加入經(jīng)表面活性劑處理的納米氧化鎂，在行星式球磨機(jī)上機(jī)械混合，然后經(jīng)篩選、檢驗(yàn)合格后包裝入庫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金用納米熔劑，其中，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為MgCl2:25-30%；KCl:22-26%；NaCl:3-5%；CaF2:6-10%；BaCl2:5-8%；MgO:3-5%；ZrCl4:2-5%；TiO2:2-6%；NaNO3:5-10%；C粉:2-4%；冰晶石3-6%。本發(fā)明適用于純鎂及鎂合金的熔煉，通過在熔劑中加入納米級的氧化鎂、四氯化鋯和二氧化鈦、硝酸鈉和石墨粉等，不但能對熔體進(jìn)行高效精煉，而且能生成N2和CO2，對熔體起到保護(hù)作用，也稀釋了有害氣體的濃度。
文檔編號C22C1/06GK102277511SQ201110235070
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者孫全林, 孫有林, 孫玉紅, 廉文海, 廉江水 申請人:鶴壁市恒豐化工有限公司