1.本實(shí)用新型涉及金屬冶煉及凈化的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備高潔凈度鎂或鎂合金的熔煉裝置。

背景技術(shù)：

2.鎂或鎂合金因具有密度小、比強(qiáng)度高、電磁屏蔽性強(qiáng)、阻尼和減震性能高、導(dǎo)熱性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性高、優(yōu)良的鑄造性能、良好的加工性能、儲(chǔ)量豐富等一系列優(yōu)良特性，在電子產(chǎn)品、交通運(yùn)輸、航空航天及武器制造等工業(yè)中得到快速發(fā)展。

3.但是，用于生產(chǎn)內(nèi)部冶金質(zhì)量要求較高的承力結(jié)構(gòu)鑄件(例如航空航天零部件)的熔煉與凈化工藝主要為熔劑法。基本工藝過(guò)程是用熔煉爐完成原料熔化、合金化以及精煉作業(yè)。熔煉和合金化過(guò)程需要通過(guò)覆蓋熔劑進(jìn)行保護(hù)，防止原料過(guò)度氧化甚至燃燒。精煉操作時(shí)，一邊對(duì)熔體進(jìn)行攪拌，一邊向熔體表面撒入熔劑粉末；熔劑遇高溫鎂熔體熔化，熔融的熔劑與非金屬夾雜物接觸并被捕獲。熔體精煉完畢后將保溫靜置。在保溫靜置過(guò)程中，熔劑包裹的非金屬夾雜物密度大于鎂合金熔體，會(huì)慢慢沉降到熔體下部，這個(gè)沉降過(guò)程通常需要三十分鐘左右。保溫靜置完畢后進(jìn)入澆注。由于該凈化過(guò)程中夾雜物的捕獲程度與熔劑液滴在鎂合金熔體中的分布和運(yùn)動(dòng)情況密切相關(guān)，因此，夾雜的去除存在較大隨機(jī)性；且冶煉過(guò)程中形成的非金屬夾雜物密度與鎂熔體比較接近，微小尺度夾雜物很難通過(guò)靜置完全消除。此外，后續(xù)澆鑄過(guò)程中造成的熔體內(nèi)部擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致沉降的夾雜物再次浮起，且造成的液面擾動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致熔體表面熔劑保護(hù)層破損而致使熔體再度氧化，破損的熔劑層會(huì)沉降而污染鎂熔體。所以，這種生產(chǎn)工藝很難獲得高潔凈度的鎂合金熔體。而且，熔煉和凈化過(guò)程中需要加入大量熔劑，造成環(huán)境污染，工人工作環(huán)境惡劣。

4.目前，鎂合金鑄件生產(chǎn)的無(wú)熔劑冶煉法只用于壓鑄工藝，在熔化室內(nèi)添加預(yù)制好的母合金錠重熔，無(wú)合金化及精煉等攪拌操作，液面可基本上保持靜止無(wú)擾動(dòng)；整個(gè)坩堝的阻燃防護(hù)通常采用含六氟化硫的混合氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)；簡(jiǎn)單的壓鑄坩堝其結(jié)構(gòu)僅僅利用鎂或鎂合金熔體中夾雜物密度與鎂熔體有差異的特點(diǎn)，依靠夾雜物的重力自然沉降或上浮來(lái)凈化熔體；復(fù)雜的壓鑄坩堝除了這種凈化方式外，還設(shè)計(jì)了帶孔過(guò)濾板進(jìn)行過(guò)濾凈化；熔化坩堝結(jié)構(gòu)接近準(zhǔn)密閉，環(huán)境污染較輕；工人無(wú)需特殊冶煉技能及專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)。然而，同樣是由于鎂合金熔體中懸浮的夾雜物較多且與熔體的密度差不大，僅僅依靠重力自然沉降、上浮或過(guò)濾等手段，尺寸細(xì)小的夾雜物去除不徹底，故壓鑄件產(chǎn)品內(nèi)的夾雜物較多，只能用于不承力的非結(jié)構(gòu)民品件。

5.上述工藝包括溶劑法和無(wú)溶劑冶煉法，它們均未完全消除鎂或鎂合金熔體中的夾雜。最近，存在數(shù)種裝置解決這個(gè)問(wèn)題。

6.中國(guó)專(zhuān)利號(hào)201610196892.6公布了一種生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的多爐聯(lián)合式熔鑄設(shè)備和工藝。然而它在冶煉過(guò)程中需要使用部分溶劑保護(hù)鎂合金熔體，機(jī)械化、自動(dòng)化程度不高，不具有真空熔煉和使用保護(hù)氣的能力。

7.中國(guó)專(zhuān)利號(hào)201710059780.0公布了一種鎂合金熔體連續(xù)供液凈化裝置及凈化工

藝。然而它在冶煉過(guò)程中不能事先準(zhǔn)備真空的環(huán)境。

8.目前，針對(duì)生產(chǎn)高潔凈度鎂或鎂合金的熔煉裝置，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化、自動(dòng)化和無(wú)溶劑熔煉。亟待開(kāi)發(fā)一種夾雜去除率高且環(huán)保的針對(duì)鎂或鎂合金的合金熔煉裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

9.針對(duì)目前熔煉鎂或鎂合金存在的上述不足之處，本實(shí)用新型提供了一種制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，實(shí)現(xiàn)了鎂或鎂合金熔體高度凈化，顯著降低了熔煉過(guò)程中的環(huán)境污染和工人的操作難度。

10.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

11.一種制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，包括熔化爐、凈化爐、真空系統(tǒng)、充氣加壓系統(tǒng)和熔體轉(zhuǎn)移裝置，其中：

12.熔化爐：包括熔化坩堝和對(duì)其進(jìn)行加熱的電阻爐，所述熔化爐用于鎂或鎂合金的熔化、化學(xué)成分均勻化和溫度控制；

13.凈化爐：包括凈化坩堝、電阻爐和出液管，凈化坩堝內(nèi)裝有凈化介質(zhì)層；所述凈化爐用于對(duì)鎂或鎂合金熔體除去夾雜的凈化處理；

14.控溫系統(tǒng)：用于熔化坩堝和凈化坩堝熔煉過(guò)程中溫度的監(jiān)測(cè)與控制；

15.真空系統(tǒng)：用于熔化坩堝熔煉時(shí)真空氣氛的獲取；

16.充氣加壓系統(tǒng)：用于鎂或鎂合金在熔化爐和凈化爐之間的輸送提供壓力并為熔化坩堝內(nèi)腔提供保護(hù)氣；

17.熔體轉(zhuǎn)移裝置：所述熔化爐和凈化爐之間通過(guò)熔體轉(zhuǎn)移裝置相連通，用于鎂或鎂合金熔體從熔化爐到凈化爐的輸送。

18.所述熔化坩堝的頂部設(shè)有熔化坩堝蓋板，熔化坩堝蓋板蓋合后在熔化坩堝和熔化坩堝蓋板之間形成與外部環(huán)境隔離的封閉內(nèi)腔；所述熔化坩堝內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置和攪拌裝置，所述測(cè)溫裝置為熱電偶，熱電偶與控溫系統(tǒng)相連；熱電偶的下端穿過(guò)熔化坩堝蓋板并伸入熔化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體中；所述攪拌裝置包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸安裝在熔化坩堝蓋板上，轉(zhuǎn)軸上端連接電機(jī)并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸下端帶有攪拌葉片，用于攪拌鎂或鎂合金熔體，所述攪拌葉片數(shù)量大于1個(gè)。

19.所述凈化坩堝的頂部設(shè)有凈化坩堝蓋板，凈化坩堝蓋板蓋合后在凈化坩堝和凈化坩堝蓋板之間形成與外部環(huán)境隔離的封閉內(nèi)腔；所述凈化坩堝內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置，所述測(cè)溫裝置為熱電偶，，熱電偶與控溫系統(tǒng)相連；熱電偶的下端穿過(guò)凈化坩堝蓋板并伸入凈化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體中；所述出液管的上端伸出凈化坩堝蓋板，出液管的下端開(kāi)口高于凈化介質(zhì)層。

20.所述真空系統(tǒng)包括至少一個(gè)真空泵，真空泵通過(guò)導(dǎo)管ⅱ與熔化坩堝相連通。

21.所述充氣加壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)保護(hù)氣體供氣裝置，保護(hù)氣體供氣裝置通過(guò)導(dǎo)管ⅰ與熔化坩堝相連通。

22.所述熔體轉(zhuǎn)移裝置包括升液管、降液管和保溫管路，升液管的下端穿過(guò)熔化坩堝蓋板并伸入熔化坩堝內(nèi)，降液管下端穿過(guò)凈化坩堝蓋板并伸入凈化坩堝內(nèi)的凈化介質(zhì)中；升液管和降液管之間通過(guò)保溫管路相連通。

23.所述凈化坩堝中的出液管下部開(kāi)口位于凈化坩堝中降液管下端口之上。

24.利用所述熔煉裝置進(jìn)行的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉工藝，包括如下步驟：

25.(1)將熔化爐內(nèi)坩堝加入鎂錠或鎂合金制備原料，控制熔化坩堝溫度在室溫～1000℃；打開(kāi)真空系統(tǒng)，抽去坩堝內(nèi)的空氣；通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)，充入保護(hù)氣體，待鎂錠熔化完畢后，啟動(dòng)攪拌裝置開(kāi)始攪拌并進(jìn)行熔煉，得到熔化并攪拌均勻的熔體；

26.(2)控制帶有凈化介質(zhì)層的凈化坩堝溫度為室溫～900℃；

27.(3)通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)增加熔化坩堝內(nèi)氣壓，將熔化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體經(jīng)由所述熔體轉(zhuǎn)移裝置傳送至凈化坩堝中；熔體通過(guò)凈化介質(zhì)的過(guò)程中充分彌散分布并得到凈化，而后在浮力作用下，潔凈的熔體在凈化坩堝上部匯聚，通過(guò)出液管可直接用于澆注或輸送至后續(xù)工序作業(yè)。

28.所述澆注方法之一為低壓反重力澆鑄，也可以其它澆注方式，包括但不限于重力澆注、真空吸鑄、差壓鑄造等。

29.所述鎂或鎂合金熔體從熔化爐到凈化爐的輸送方式，還可采取將熔化坩堝吊出落入傾轉(zhuǎn)裝置，將盛裝鎂或鎂合金熔體的坩堝傾轉(zhuǎn)，使熔體注入凈化坩堝的降液管中。

30.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

31.1、相比鎂或鎂合金常規(guī)凈化工藝，采用真空氬氣攪拌?凈化的熔煉工藝，制得的鑄件夾雜減少。

32.2、采用真空氬氣攪拌?凈化的方式，利用機(jī)械攪拌的方式，能夠更為有效地均勻熔體，提升熔體質(zhì)量，提高合金元素收得率及化學(xué)成分穩(wěn)定性。

33.3、整個(gè)熔煉過(guò)程在準(zhǔn)密封條件下進(jìn)行，不用或少用溶劑，產(chǎn)生煙塵少，污染小，能顯著改善工人的工作環(huán)境。

34.4、采用本實(shí)用新型所述的裝置及工藝進(jìn)行鎂或鎂合金熔煉，設(shè)備成本和維護(hù)成本低，性?xún)r(jià)比高。

35.5、采用本實(shí)用新型所述的裝置及工藝進(jìn)行鎂或鎂合金熔煉，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，工業(yè)化應(yīng)用前景光明。

附圖說(shuō)明

36.圖1為本實(shí)用新型用于制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

37.圖2為利用本實(shí)用新型裝置及工藝得到的高潔凈度zg20鎂合金樣品金相照片。

38.圖3為利用本實(shí)用新型裝置及工藝得到的高潔凈度gk120鎂合金樣品金相照片。

39.圖4為利用本實(shí)用新型裝置及工藝得到的高潔凈度we43鎂合金樣品金相照片。

40.其中：1?熔化爐；101?電阻爐ⅰ；102?熔化坩堝；103?攪拌葉片；104?熱電偶??；105?熔化坩堝蓋板；106?導(dǎo)管?。?07?導(dǎo)管ⅱ；108?電機(jī)；109?轉(zhuǎn)軸；2?熔體轉(zhuǎn)移裝置；201?升液管；202?保溫管路；203?可移動(dòng)支撐架；204?降液管；3?凈化爐；301?出液管；302?凈化坩堝蓋板；303?熱電偶ⅱ；304?電阻爐ⅱ；305?凈化坩堝；306?凈化介質(zhì)層；4?充氣加壓系統(tǒng)；401?保護(hù)氣體供氣裝置；402?壓力控制系統(tǒng)；5?真空系統(tǒng)；501?真空泵；502?真空控制系統(tǒng)；6?控溫系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

41.下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。

42.本實(shí)用新型提供了制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，如圖1所示。該熔煉裝置包括熔化爐1、凈化爐3、真空系統(tǒng)5、充氣加壓系統(tǒng)4、熔體轉(zhuǎn)移裝置2和控溫系統(tǒng)6，其中：

43.所述熔化爐1用于鎂或鎂合金的熔化和均勻化，包括熔化坩堝102和對(duì)其進(jìn)行加熱的電阻爐ⅰ101，所述熔化爐用于鎂或鎂合金的熔化、化學(xué)成分均勻化和溫度控制；熔化坩堝102的頂部設(shè)有熔化坩堝蓋板105，熔化坩堝102與熔化坩堝蓋板105之間鋪墊耐高溫柔性物質(zhì)(如柔性石墨盤(pán)根)，蓋合后在熔化坩堝和熔化坩堝蓋板之間形成與外部環(huán)境隔離的封閉內(nèi)腔；所述熔化坩堝內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置和攪拌裝置，測(cè)溫裝置用于監(jiān)控坩堝內(nèi)鎂或鎂合金熔體的溫度，所述測(cè)溫裝置為熱電偶ⅰ104，熱電偶ⅰ104穿裝于熔化坩堝蓋板且其下端伸入熔化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體中；所述攪拌裝置包括轉(zhuǎn)軸109，轉(zhuǎn)軸安裝在熔化坩堝蓋板上，轉(zhuǎn)軸上端連接電機(jī)108并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸下端帶有攪拌葉片103，用于攪拌鎂或鎂合金熔體，所述攪拌葉片103數(shù)量大于1個(gè)。

44.所述凈化爐3用于對(duì)鎂或鎂合金熔體除去夾雜的凈化處理，包括凈化坩堝305、電阻爐ⅱ304和出液管301，凈化坩堝305內(nèi)裝有凈化介質(zhì)層306；凈化坩堝由電阻爐ⅱ304加熱，凈化坩堝的頂部設(shè)有凈化坩堝蓋板302，凈化坩堝蓋板蓋合后在凈化坩堝和凈化坩堝蓋板之間形成與外部環(huán)境隔離的封閉內(nèi)腔；所述凈化坩堝內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置熱電偶ⅱ303，熱電偶ⅱ303的下端穿過(guò)凈化坩堝蓋板302并伸入凈化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體中；所述出液管的上端伸出凈化坩堝蓋板，出液管的下端開(kāi)口高于凈化介質(zhì)層。

45.所述控溫系統(tǒng)用于熔化坩堝和凈化坩堝熔煉過(guò)程中溫度的監(jiān)測(cè)與控制；熱電偶ⅰ104與熱電偶ⅱ303均與控溫系統(tǒng)6相連接。

46.所述真空系統(tǒng)5用于熔化坩堝熔煉時(shí)真空氣氛的獲取，真空系統(tǒng)包括至少一個(gè)真空泵501，真空泵通過(guò)導(dǎo)管ⅱ107與熔化坩堝相連通。熔化坩堝內(nèi)的真空氣氛(真空度)由真空泵上設(shè)置的真空控制系統(tǒng)502進(jìn)行調(diào)控。

47.所述充氣加壓系統(tǒng)4用于鎂或鎂合金在熔化爐和凈化爐之間的輸送提供壓力并為熔化坩堝內(nèi)腔提供保護(hù)氣；所述充氣加壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)保護(hù)氣體供氣裝置401，保護(hù)氣體供氣裝置通過(guò)導(dǎo)管ⅰ106與熔化坩堝相連通，通入氣體流量通過(guò)供氣裝置上連接的壓力控制系統(tǒng)402進(jìn)行控制。

48.所述熔體轉(zhuǎn)移裝置2用于鎂或鎂合金熔體從熔化爐到凈化爐的輸送，所述熔化爐和凈化爐之間通過(guò)熔體轉(zhuǎn)移裝置2相連通。熔體轉(zhuǎn)移裝置包括升液管201、降液管204和保溫管路202，升液管的下端穿過(guò)熔化坩堝蓋板并伸入熔化坩堝內(nèi)，降液管穿過(guò)凈化坩堝蓋板且其下端開(kāi)口浸沒(méi)在凈化坩堝內(nèi)的凈化介質(zhì)中；升液管和降液管之間通過(guò)保溫管路202相連通，所述升液管和降液管露出坩堝外的部分以及保溫管路的外表面可進(jìn)行加熱(如采用管式電阻爐)以保持熔體溫度，保溫管路通過(guò)可移動(dòng)支撐架203進(jìn)行支撐，可移動(dòng)支撐架203可調(diào)整熔體轉(zhuǎn)移裝置2的高度和方向。所述凈化坩堝中的出液管301下部開(kāi)口位于凈化坩堝中降液管204下端口之上。

49.利用所述熔煉裝置進(jìn)行的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉工藝，包括如下步驟：

50.(1)將熔化爐內(nèi)坩堝加入鎂錠或鎂合金制備原料，控制熔化坩堝溫度在室溫～1000℃；打開(kāi)真空系統(tǒng)，抽去坩堝內(nèi)的空氣；通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)，充入保護(hù)氣體，待鎂錠熔化完畢后，啟動(dòng)攪拌裝置開(kāi)始攪拌并進(jìn)行熔煉，得到熔化并攪拌均勻的熔體；

51.(2)控制帶有凈化介質(zhì)層的凈化坩堝溫度為室溫～900℃；

52.(3)通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)增加凈化坩堝內(nèi)氣壓，將凈化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體經(jīng)由所述熔體轉(zhuǎn)移裝置傳送至凈化坩堝中；熔體通過(guò)凈化介質(zhì)的過(guò)程中充分彌散分布并得到凈化，而后在浮力作用下，潔凈的熔體在凈化坩堝上部匯聚，通過(guò)出液管可直接用于澆注或輸送至后續(xù)工序作業(yè)。所述澆注方法之一為低壓澆鑄，也可以其它澆注方式，包括但不限于重力澆注、真空吸鑄、差壓鑄造等。

53.實(shí)施例1

54.本實(shí)施例的鎂合金成分如表1所示：

55.表1

[0056][0057]

利用本實(shí)用新型的制備高潔凈度鎂或鎂合金的新型熔煉裝置和工藝，獲得了高潔凈度的實(shí)施例1鎂合金，其生產(chǎn)過(guò)程包括如下步驟：

[0058]

(1)將熔化爐內(nèi)坩堝加入鎂錠、鋅錠和釓塊等原料，加蓋密封，控制溫度在750℃、打開(kāi)真空系統(tǒng)，抽去坩堝內(nèi)的空氣；通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)，充保護(hù)氣體，鎂錠熔化完畢后，啟動(dòng)攪拌裝置開(kāi)始攪拌。

[0059]

(2)控制帶有凈化介質(zhì)層的凈化坩堝溫度為780℃。

[0060]

(3)用輸液管路連接熔化坩堝升液管和凈化坩堝降液管，控制管路溫度在室溫780℃；增加氣壓將鎂合金熔體從熔化坩堝傳送至凈化坩堝；熔體通過(guò)凈化介質(zhì)后在凈化坩堝上部匯聚后啟動(dòng)后續(xù)作業(yè)。

[0061]

本實(shí)施例得到的金相圖中沒(méi)有夾雜(圖2)，拉伸試棒樣品斷裂后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)夾雜物。

[0062]

實(shí)施例2

[0063]

本實(shí)施例的鎂合金成分如表2所示：

[0064]

表2

[0065][0066]

利用本實(shí)用新型的制備高潔凈度鎂或鎂合金的新型熔煉裝置和工藝，獲得了高潔凈度的實(shí)施例2鎂合金，其生產(chǎn)過(guò)程包括如下步驟：

[0067]

(1)將熔化爐內(nèi)坩堝加入鎂錠、釓塊、鎂鋯中間合金等原料，加蓋密封，控制溫度在750℃、打開(kāi)真空系統(tǒng)，抽去坩堝內(nèi)的空氣；通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)，充保護(hù)氣體，鎂錠熔化完畢后，啟動(dòng)攪拌裝置開(kāi)始攪拌。

[0068]

(2)控制帶有凈化介質(zhì)層的凈化坩堝溫度為780℃。

[0069]

(3)用輸液管路連接熔化坩堝升液管和凈化坩堝降液管，控制管路溫度在780℃；增加氣壓將鎂合金熔體從熔化坩堝傳送至凈化坩堝；熔體通過(guò)凈化介質(zhì)后在凈化坩堝上部匯聚后啟動(dòng)后續(xù)作業(yè)。

[0070]

本實(shí)施例得到的金相圖中沒(méi)有夾雜(圖3)，拉伸試棒樣品斷裂后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)夾雜物。

[0071]

實(shí)施例3

[0072]

本實(shí)施例的鎂合金成分如表3所示：

[0073]

表3

[0074][0075]

利用本實(shí)用新型的制備高潔凈度鎂或鎂合金的新型熔煉裝置和工藝，獲得了高潔凈度的實(shí)施例3鎂合金，其生產(chǎn)過(guò)程包括如下步驟：

[0076]

(1)將熔化爐內(nèi)坩堝加入鎂錠、銥塊、釹塊、釓塊、鎂鋯中間合金等原料，清理干凈，300℃預(yù)熱半小時(shí)，撒入少量的硫磺粉，然后加蓋密封，控制溫度在750℃，打開(kāi)真空系統(tǒng)，抽去坩堝內(nèi)的空氣；通過(guò)充氣加壓系統(tǒng)，充保護(hù)氣體，鎂錠熔化完畢后，啟動(dòng)攪拌裝置開(kāi)始攪拌。

[0077]

(2)控制帶有凈化介質(zhì)層的凈化坩堝溫度為780℃。

[0078]

(3)用輸液管路連接熔化坩堝升液管和凈化坩堝降液管，控制管路溫度在780℃；增加氣壓將鎂合金熔體從熔化坩堝傳送至凈化坩堝；熔體通過(guò)凈化介質(zhì)后在凈化坩堝上部匯聚后啟動(dòng)后續(xù)作業(yè)。

[0079]

本實(shí)施例得到的金相圖中沒(méi)有夾雜(圖4)，標(biāo)準(zhǔn)拉伸試棒樣品斷裂后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)夾雜物。平行試樣力學(xué)性能偏差小，穩(wěn)定性好。t6態(tài)試樣抗拉強(qiáng)度均在250mpa以上，屈服強(qiáng)度均在170mpa以上，延伸率均在7％以上，尤其是延伸率相對(duì)于astm標(biāo)準(zhǔn)(延伸率2％)有大幅度提高，采用其他鑄造工藝的同種合金t6態(tài)樣品，延伸率均在4％以下，顯然本工藝具有極大的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。

[0080]

上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的具體描述，只是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，而并非將本實(shí)用新型局限在這些特定的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的人，可根據(jù)上述的技術(shù)方案及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：該裝置包括熔化爐、凈化爐、真空系統(tǒng)、充氣加壓系統(tǒng)和熔體轉(zhuǎn)移裝置，其中：熔化爐：包括熔化坩堝和對(duì)其進(jìn)行加熱的電阻爐，所述熔化爐用于鎂或鎂合金的熔化、化學(xué)成分均勻化和溫度控制；凈化爐：包括凈化坩堝、電阻爐和出液管，凈化坩堝內(nèi)裝有凈化介質(zhì)層；所述凈化爐用于對(duì)鎂或鎂合金熔體除去夾雜的凈化處理；控溫系統(tǒng)：用于熔化坩堝和凈化坩堝熔煉過(guò)程中溫度的監(jiān)測(cè)與控制；真空系統(tǒng)：用于熔化坩堝熔煉時(shí)真空氣氛的獲??；充氣加壓系統(tǒng)：用于鎂或鎂合金在熔化爐和凈化爐之間的輸送提供壓力并為熔化坩堝內(nèi)腔提供保護(hù)氣；熔體轉(zhuǎn)移裝置：所述熔化爐和凈化爐之間通過(guò)熔體轉(zhuǎn)移裝置相連通，用于鎂或鎂合金熔體從熔化爐到凈化爐的輸送。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述熔化坩堝的頂部設(shè)有熔化坩堝蓋板，熔化坩堝蓋板蓋合后在熔化坩堝和熔化坩堝蓋板之間形成與外部環(huán)境隔離的封閉內(nèi)腔；所述熔化坩堝內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置和攪拌裝置，所述測(cè)溫裝置為熱電偶，熱電偶與控溫系統(tǒng)相連接；熱電偶的下端穿過(guò)熔化坩堝蓋板并伸入熔化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體中；所述攪拌裝置包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸安裝在熔化坩堝蓋板上，轉(zhuǎn)軸上端連接電機(jī)并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸下端帶有攪拌葉片，用于攪拌鎂或鎂合金熔體，所述攪拌葉片數(shù)量大于1個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述凈化坩堝的頂部設(shè)有凈化坩堝蓋板，凈化坩堝蓋板蓋合后在凈化坩堝和凈化坩堝蓋板之間形成與外部環(huán)境隔離的封閉內(nèi)腔；所述凈化坩堝內(nèi)設(shè)有測(cè)溫裝置，所述測(cè)溫裝置為熱電偶，熱電偶與控溫系統(tǒng)相連接；熱電偶的下端穿過(guò)凈化坩堝蓋板并伸入凈化坩堝內(nèi)的鎂或鎂合金熔體中；所述出液管的上端伸出凈化坩堝蓋板，出液管的下端開(kāi)口高于凈化介質(zhì)層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述真空系統(tǒng)包括至少一個(gè)真空泵，真空泵通過(guò)導(dǎo)管ⅱ與熔化坩堝相連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述充氣加壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)保護(hù)氣體供氣裝置，保護(hù)氣體供氣裝置通過(guò)導(dǎo)管ⅰ與熔化坩堝相連通。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述熔體轉(zhuǎn)移裝置包括升液管、降液管和保溫管路，升液管的下端穿過(guò)熔化坩堝蓋板并伸入熔化坩堝內(nèi)，降液管下端穿過(guò)凈化坩堝蓋板并伸入凈化坩堝內(nèi)的凈化介質(zhì)中。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述升液管和降液管之間通過(guò)保溫管路相連通。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，其特征在于：所述凈化坩堝中的出液管下部開(kāi)口位于凈化坩堝中降液管下端口之上。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種制備高潔凈度鎂或鎂合金熔體的熔煉裝置，屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括熔化爐、攪拌裝置、控溫系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、充氣加壓系統(tǒng)、凈化爐和熔體轉(zhuǎn)移裝置；鎂或鎂合金在熔化爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，采用密封和保護(hù)性氣氛防止鎂或鎂合金熔體燃燒或過(guò)分氧化，采用特制裝置充分?jǐn)嚢枞垠w，得到化學(xué)成分均勻的鎂或鎂合金熔體；均質(zhì)的熔體通過(guò)熔體轉(zhuǎn)移裝置自動(dòng)輸送到凈化爐的凈化坩堝中，熔體經(jīng)過(guò)凈化介質(zhì)層后被彌散分布，夾雜物被去除干凈；潔凈、均質(zhì)的熔體進(jìn)行后續(xù)操作工序。本實(shí)用新型摒棄了傳統(tǒng)的鎂合金熔劑熔煉方式，實(shí)現(xiàn)了鎂或鎂合金熔體高度凈化，顯著降低了熔煉過(guò)程中的環(huán)境污染和工人的操作難度；可連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：陳榮石 李希海 魏健雄 蔡勇 閆宏 王彥平 陳勇 李乾坤 李純孝

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.24

技術(shù)公布日：2021/11/9