稀土锆镁中间合金及其制备方法和用途与流程

本发明涉及一种稀土锆镁中间合金及其制备方法和用途。

背景技术：

1、镁合金因其具有密度小、比强度高以及易于回收利用等优点，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。镁合金被广泛应用于航空航天、军工制造以及电子信息等技术领域。镁合金在铸造过程中，需要添加晶粒细化剂。锆能够提高镁合金组织的均匀性，提高镁合金的强度、塑性、抗蠕变性、耐腐蚀性。目前，通常以锆镁中间合金的形式加入到镁合金中，以提高镁合金的性能。

2、cn108048718a公开了一种锆镁中间合金的生产方法。将金属镁在反应炉中熔化，并通入由co2和sf6组成的混合气体，当反应炉温度达到750～900℃时，在搅拌速度为300～800r/min的搅拌作用下，分步加入四氯化锆。该方法得到的锆镁中间合金中锆颗粒的粒径偏大。这样在后续熔炼的过程中锆颗粒会沉降到熔体的底部，降低锆的利用率。

3、cn113278839a公开了一种镁稀土合金熔体净化细化复合处理熔剂的制备方法。将氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钡、硫酸钡进行熔融混合并冷却凝固得到精炼剂复合盐块，随后再将得到的精炼剂复合盐块与二硼化锆、硫酸锆混合加入球磨机中充分混合，过筛后制备得到净化细化复合处理熔剂。该净化细化复合处理熔剂中含有大量的盐成分，容易增加镁合金中的杂质。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种稀土锆镁中间合金的制备方法，该制备方法能够减小稀土锆镁中间合金中锆颗粒的粒径。进一步地，该制备方法能够减少稀土锆镁中间合金中的盐含量。本发明的另一个目的在于提供一种稀土锆镁中间合金。本发明的再一个目的在于提供一种稀土锆镁中间合金的用途。上述目的通过如下技术方案来实现。

2、一方面，本发明提供了一种稀土锆镁中间合金的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)将混合盐与熔融态金属镁在混合气体气氛中反应，得到反应产物；

4、(2)在混合气体气氛中，将反应产物与稀土金属混合，得到稀土锆镁中间合金；

5、其中，所述混合气体选自六氟化硫、惰性气体和氮气中的两种以上；

6、其中，所述混合盐中含有20～80重量份四氯化锆、10～40重量份氯化钾和10～40重量份氯化钠。

7、根据本发明的制备方法，优选地，所述混合盐的粒径为0.05～0.5mm。

8、根据本发明的制备方法，优选地，所述熔融态金属镁的温度为650～830℃，混合盐与熔融态金属镁的反应时间为30～120min。

9、根据本发明的制备方法，优选地，所述混合气体中包括惰性气体和六氟化硫；所述惰性气体选自氦气、氖气或氩气中的一种或多种，所述惰性气体与六氟化硫的体积比为(15～25):1。

10、根据本发明的制备方法，优选地，还包括如下步骤：

11、将四氯化锆、氯化钾和氯化钠熔化，得到熔体盐；将熔体盐浇注，得到固态盐；将固态盐破碎，得到混合盐。

12、根据本发明的制备方法，优选地，在转速为100～300r/min的搅拌的条件下，将混合盐与熔融态金属镁反应；

13、在转速为80～250r/min的搅拌的条件下，将稀土金属与反应产物混合。

14、根据本发明的制备方法，优选地，还包括如下步骤：

15、采用惰性气体对反应产物与稀土金属混合得到的合金液进行精炼处理，然后清除合金液表面的杂质，得到精炼后的合金液；将精炼后的合金液浇注，得到稀土锆镁中间合金。

16、另一方面，本发明提供了一种稀土锆镁中间合金，所述稀土锆镁中间合金由上述制备方法制备得到。

17、根据本发明的稀土锆镁中间合金，优选地，所述稀土锆镁中间合金中锆颗粒的平均粒径小于等于900nm。

18、再一方面，本发明提供了上述稀土锆镁中间合金在细化镁合金晶粒尺寸中的用途。

19、本发明的制备方法能够有效地减小稀土锆镁中间合金中锆颗粒的粒径。进一步地，采用本发明的方法所制得的稀土锆镁中间合金的盐含量少。

技术特征：

1.一种稀土锆镁中间合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合盐的粒径为0.05～0.5mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔融态金属镁的温度为650～830℃，混合盐与熔融态金属镁的反应时间为30～120min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合气体中包括惰性气体和六氟化硫；所述惰性气体选自氦气、氖气或氩气中的一种或多种，所述惰性气体与六氟化硫的体积比为(15～25):1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

8.一种稀土锆镁中间合金，其特征在于，所述稀土锆镁中间合金由权利要求1～7任一项所述的制备方法得到。

9.根据权利要求8所述的稀土锆镁中间合金，其特征在于，所述稀土锆镁中间合金中锆颗粒的平均粒径小于等于900nm。

10.根据权利要求8或9所述的稀土锆镁中间合金在细化镁合金晶粒尺寸中的用途。

技术总结
本发明公开了一种稀土锆镁中间合金及其制备方法和用途。该制备方法包括如下步骤：(1)将混合盐与熔融态金属镁在混合气体气氛中反应，得到反应产物；(2)在混合气体气氛中，将反应产物与稀土金属混合，得到稀土锆镁中间合金；其中，所述混合气体选自六氟化硫、惰性气体和氮气中的两种以上；其中，所述混合盐中含有20～80重量份四氯化锆、10～40重量份氯化钾和10～40重量份氯化钠。本发明的制备方法能够有效地减小稀土锆镁中间合金中锆颗粒的粒径。

技术研发人员：胡文鑫,杨正华,王玮
受保护的技术使用者：包头稀土研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11