耐磨锌合金除气排杂精炼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102643999A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102643999A(43)申请公布日2012.08.22(21)申请号201210138278.6C22C18/04(2006.01)(22)申请日2012.05.07(71)申请人镇江汇通金属成型有限公司地址212100江苏省镇江市丹徒区新城镇南村沿江公路3号申请人江苏大学(72)发明人纪嘉明鲁远勇张铎吴晶虞建平(74)专利代理机构南京汇盛专利商标事务所(普通合伙)32238代理人吴静安(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书55页页(54)发明名称耐磨锌合金除气排杂精炼方法(57)摘要本发明公开了一种耐磨锌合金除气排杂精炼方法，包括以下步骤：1）预热坩锅并先后加入铝锭和铜块；2）温升至680~700℃保温，在铜块完全熔化后，再加入锌锭并终止对坩锅加热；3)待锌锭全部熔融后，搅拌金属熔体，保持锅内温度580～620℃，再加入镁块，在10～15分钟内间断搅拌3～4次；4)加入稀土铈Ce并使稀土铈Ce迅速均匀地扩散到金属熔体中；5)通入经脱水净化的氮气；6）将液相耐磨锌合金静置3～5分钟，经扒渣后出炉浇注成型，形成所述耐磨锌合金铸件。本发明能有效对熔融耐磨锌合金排气除杂，降低或消除铸件中杂质和气孔，提高铸件的合格率和力学性能，同时消除了现有工艺存在的有害气体排放，大大降低环境污染；工艺简单，操作方便。CN1026439ACN102643999A权利要求书1/1页1.耐磨锌合金除气排杂精炼方法，其特征在于包括如下步骤：1）使用中频炉，先预热坩锅，再在所述坩锅中先后加入铝锭和铜块；2）继续加热坩锅，温升至680~700℃时保温，使坩锅内铝锭和铜块熔融，在铜块完全熔化后，再加入锌锭，间断对坩锅加热，以保持坩锅内金属呈熔融状态；3)待锌锭全部熔融后，搅拌坩锅内的当前金属熔体，测试该金属熔体温度，使之保持在580～620℃，再加入镁块，在10～15分钟内间断搅拌3～4次；4)加入Al－Ce中间合金，用钟罩将Al－Ce中间合金压入坩锅内的金属熔体中，并轻微向四周游动钟罩，使稀土均匀扩散，形成包含金属锌、铝、铜、镁和铈的合金金属熔体，铈加入量为：所述合金金属熔体总质量的0.05～0.08％；5）将所述合金金属熔体静置5~10分钟后再通入经脱水净化的氮气，所述氮气的压力0.5～0.8Mpa，通气流量为0.3～0.6m3/h，对应于150～300kg质量的合金金属熔体，通气时间为5～10分钟，形成液相耐磨锌合金；6）将上述液相耐磨锌合金静置3～5分钟，控制温度至550~600℃，经扒渣后出炉浇注成型，形成所述耐磨锌合金。2.根据权利要求1所述的耐磨锌合金除气排杂精炼方法，其特征在于所述耐磨锌合金由占该合金总质量百分比的下列组分组成：25～28%铝，2.0～2.5%铜，0.01～0.02%镁，0.05～0.08％铈，余为锌。3.根据权利要求2所述的耐磨锌合金除气排杂精炼方法，其特征在于所述Al－Ce中间合金为Al－15%Ce中间合金、Al－20%Ce中间合金和Al－30%Ce中间合金。2CN102643999A说明书1/5页耐磨锌合金除气排杂精炼方法技术领域[0001]本发明涉及有色金属铸造方法，特别涉及一种环保型的耐磨锌合金除气排杂精炼方法。背景技术[0002]耐磨锌合金在熔炼过程中会产生大量气体，其中大部分是氢气。例如ZA27锌合金，含有约27%的铝，在熔炼过程中由于铝与氧亲和力强，会发生氧化反应：2Al＋3/2O2＝Al2O3。同时铝和水蒸气及铝和碳氢化合物会分别发生下述的反应：2Al＋2H2O＝Al4C3＋3H2；4/3mAl＋CmHn＝m/3Al4C3＋n/2H2反应。Al2O3进入熔体中将成为杂质，同时上述反应使其金属熔体含有大量的氢，当金属液体冷凝时，夹杂物提供了气体析出的形核界面，促使气体析出形成气孔，气孔会使材料产生疏松，疏松将使材料力学性能大幅下降，其影响超过晶粒尺寸。[0003]需要指出的是当有较多氧化物夹杂时，即使气体含量不高，也会产生气孔，反之，当金属液中夹杂物含量很低时，即使气体含量较高，也可能不产生气孔。由此存在这样的去杂与排气关系：“杂（Al2O3等）既除尽，气必除”。所以，在耐磨锌合金熔炼过程的排杂除气中，排杂是除气的基础。[0004]目前常用的耐磨锌合金精炼除气工艺方法有：氯化锌精炼、六氯乙烷精炼、氯化氨精炼、惰性气体精炼以及覆盖精炼熔剂精炼等，各有优劣，分析如下。[0005]氯化锌在金属液中发生3ZnCl2＋2A1＝3Zn＋2AlCl3↑和2A1Cl3＋3H2＝2A1＋6HCl↑反应。前者是主要的，A1Cl2沸点为1