高纯mg-cu-y合金熔炼工艺研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.05.015高纯Mg-Cu-Y合金熔炼工艺研究毛贵国，刘俊成，何庆坤，王进（山东理工大学材料科学与工程学院，山东淄博255049）摘要：在真空中频感应熔炼炉中制取高纯镁基Mg-Cu-Y合金。根据荧光光谱分析结果，考察中间合金、保温时间以及浇铸模具对合金成分均匀性的影响。结果表明，中间合金的熔炼对于合金成分的均匀有决定性的影响，保温时间越长越有利于合金元素分布均匀，浇铸模具影响合金在凝固过程中的偏析程度，保护气体可以抑制合金液的挥发，

2、对合金成分均匀性影响较小。关键词：感应熔炼；成分均匀性；高纯合金；Mg-Cu-Y合金中图分类号：TG244;TG146.22文献标识码：A文章编号：1007-7545（2012）05-0000-00ResearchonMeltingTechnologyofHighPurityMg-Cu-YAlloyMAOGui-guo,LIUJun-cheng,HEQing-kun,WANGJin（CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ShandongUniversityo

3、fTechnology,Zibo255049,Shandong,China）Abstract:HighpurityMg-Cu-Yalloyswaspreparedinvacuumintermediatefrequencyinductionsmeltingfurnaces.Theeffectsofintermediatealloy,holdingtimeandcastingmouldonthealloycompositionhomogenizationwereinvestigatedaccording

4、tofluorescencespectrumanalysisresult.Theresultsshowthatthesmeltingofintermediatealloyhascriticaleffectonalloycompositionhomogenization;thelongerholdingtimeisinfavorofthealloycompositionhomogenization;castingmouldcouldeffectthesegregationdegreeofalloydu

5、ringsolidification;andthepressureofprotectiongascouldefficientlyinhibitthevolatilizationofmoltenalloy,howeverhasnoinfluenceonthehomogenizationofchemicalcomposition.Keywords：inductivesmelting;homogenization;highpurityalloy;Mg-Cu-Yalloy镁合金具有密度小、比强度高、减震性好

6、[1]、散热性佳以及易于回收、抗电磁干扰及屏蔽能力强等诸多优点[2]，同时常规的镁合金耐腐蚀性能差、韧性不高，制约了镁合金的广泛应用。现在块体镁基非晶合金[3]能较好地解决这一矛盾。制备块体非晶合金要求母合金有较高的纯度和成分均匀性。但是镁的活性极高，在熔炼过程中极易氧化燃烧[4]，镁的熔点低，熔炼过程中挥发严重，镁的密度小，在与其他金属元素合成熔炼过程中难以保证合金成分均匀[5]。本试验通过通入高纯氩气作为保护气体[6]，通过中频感应熔炼炉的电磁搅拌作用和对熔炼合金液的机械搅拌，使合金液充分均匀混

7、合[7]。试验研究了保护气体压力、中间合金、保温时间、浇铸模具等因素对合金成分均匀性的影响。1试验方案采用99.95%的工业纯镁、99.9%电解铜板和99.99%高纯钇在高纯氧化镁坩埚中感应熔炼设计成分为Mg65%、Cu25%、Y10%的高纯合金。首先将金属铜和钇放入坩埚中，金属镁放入炉体上部的加料仓内，对真空中频感应炉（ZG-10A）抽真空，使炉内真空度达到10-3Pa。通入高纯氩气作为保护气体。熔炼分两步进行，首先熔炼铜钇中间合金，铜钇熔化后，升高温度至1600℃对铜钇合金进行精炼，同时使铜钇混

8、合均匀，然后降低温度至450℃，从炉顶加料口加入纯镁。控制炉温使镁缓慢融化，镁完全熔化后保温5~10min，最后将合金液浇入预热的模具中。对浇铸出来的Φ50mm×50mm的圆柱铸锭在上、中、下取圆饼试样，然后在圆饼试样的圆心、r/4、r/2、3r/4和边沿处取样，采用XRF检测合金的成分均匀性。2试验结果及分析2.1中间合金对均匀性的影响金属镁、铜和钇的熔点分别是650℃、1083℃和1522℃。如果镁、铜和钇直接混合熔炼，则镁会首先熔化，随着温度升高镁大量挥发，未完