用于非真空鑄造鋅合金的熔劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造用熔劑領(lǐng)域，涉及一種用于鋅合金鑄造過(guò)程中對(duì)熔體進(jìn)行精煉、除渣、除氣凈化作用的用于非真空鑄造鋅合金的熔劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熔煉鋅合金時(shí)氧化物形成渣，漂浮在熔體表面上或混在熔體中，或者沉在熔體底部，如不清除，將會(huì)影響鑄錠或鑄件品質(zhì)，導(dǎo)致鑄錠或鑄件夾雜多，表面粗糙，力學(xué)性能低。因此，在鋅合金澆注前，合金熔液必須進(jìn)行精煉凈化處理。
[0003]在非真空鑄造條件下，鋅合金的精煉過(guò)程多采用傳統(tǒng)的氟鹽熔劑覆蓋，精煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的氟氣，其使用對(duì)環(huán)境和作業(yè)人員具有毒害作用。此外，鋅合金的精煉過(guò)程也采用氯化銨、氯化鋅進(jìn)行造渣處理，其缺點(diǎn)是煙塵大，腐蝕性強(qiáng)，釋放刺激性氣味，惡化操作環(huán)境，同時(shí)損害作業(yè)人員身體健康，并對(duì)周圍環(huán)境造成污染。由此可見，設(shè)計(jì)一種不含氟鹽和銨鹽的鋅合金用環(huán)保熔劑很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述的技術(shù)問(wèn)題，配制了一種新型的無(wú)氟無(wú)銨的用于非真空鑄造鋅合金的熔劑(同時(shí)起到覆蓋劑和精煉劑的作用)。本發(fā)明所述的熔劑覆蓋在鑄造熔體的液面，起到嚴(yán)密封住液面不被大氣接觸氧化的作用，使鋅合金熔體中的有害氣體有效排出，將鋅合金熔體中的氧化物留在熔劑表面，同時(shí)熔劑中對(duì)熔體具有精煉、除渣、除氣凈化作用。本發(fā)明所述的熔劑為非真空條件下熔鑄鋅合金專用熔劑，其原料市場(chǎng)豐富，采購(gòu)方便，配制簡(jiǎn)單及易操作，成本較低，使用過(guò)程中不會(huì)釋放有害氣體，不會(huì)腐蝕損壞熔煉設(shè)備，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明涉及一種用于非真空鑄造鋅合金的熔劑，按照質(zhì)量百分比計(jì)算，所述熔劑的組分包括:碳酸鎂5?50%、氯化鈉和氯化鉀50?95%。碳酸鎂的加入量需控制在5?50%之間，加入量高于5%，可保證有效的除氣效果，且不超過(guò)50%，可保證不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多CO2，其余氯化鈉和氯化鉀控制在以上范圍內(nèi)可保證有效的除渣效果。
[0007]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述氯化鈉的質(zhì)量百分比為25?47.5%，所述氯化鉀的質(zhì)量百分比為25?47.5%o
[0008]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述氯化鈉和氯化鉀的質(zhì)量比為1:1。采用該質(zhì)量比，可使得除渣效果、精煉效果達(dá)到最佳，鑄造的合金錠無(wú)夾雜和氣孔等。
[0009]作為優(yōu)選技術(shù)方案，按照質(zhì)量百分比計(jì)算，所述熔劑的組分包括:碳酸鎂為10%，氯化鈉為45 %，氯化鉀為45 %。
[0010]本發(fā)明還涉及一種用于非真空鑄造鋅合金的熔劑的制備方法，所述方法包括如下步驟:
[0011]A、將分別經(jīng)20?320目篩子過(guò)篩的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀，按所述質(zhì)量百分比分別稱量；熔劑的粒度過(guò)大會(huì)影響熔劑與熔體的接觸，粒度過(guò)小則會(huì)造成熔劑燒損，影響精煉效果，故將熔劑原料在20?320目篩子過(guò)篩處理；
[0012]B、將分別稱量好的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀置于160?180°C下干燥10?20min去除結(jié)晶水；
[0013]C、將步驟B干燥后的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀混合攪拌至均勻，即得所述熔劑。
[0014]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述混合攪拌的時(shí)間為5?lOmin。
[0015]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括裝袋、干燥條件下保存的步驟。
[0016]本發(fā)明還涉及一種用于非真空鑄造鋅合金的熔劑的使用方法，每千克鋅和/或鋅合金熔體中所述熔劑加入量為2?8g。當(dāng)加入量小于2g時(shí)，對(duì)熔體的精煉效果不佳，鑄造的合金錠存在夾雜和氣孔；當(dāng)加入量大于1g時(shí)，會(huì)引起熔體噴濺，同時(shí)帶走大的熱量，降低生產(chǎn)效率。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)方案中，其主要原理是碳酸鎂的加入，在高溫下分解，生成二氧化碳和氧化鎂，可以清除熔體中的氫氣，少量與鋅反應(yīng)，生成氧化鋅與碳，可以起到變質(zhì)、造渣作用，且滿足環(huán)保要求。其余氯鹽在精煉過(guò)程中能夠?qū)⑷垠w中的氧化物、夾雜帶到熔體表面形成渣，最終達(dá)到精煉變質(zhì)除渣三合一效果。
[0018]本發(fā)明在鋅合金鑄造過(guò)程中使用，具有如下有益效果:
[0019](I)配方中無(wú)氟鹽，完全避免了了有毒有害產(chǎn)物的產(chǎn)生；
[0020](2)有效去除鋅合金熔液中雜質(zhì)和氣體，大大改善了鋅及鋅合金的機(jī)械性能、耐腐蝕性能和鑄造性能，提高鑄造鋅及鋅合金錠的光潔度，有效去除夾雜和氣孔；
[0021](3)混合鹽覆蓋于鋅熔體表面具有阻礙鋅熔體氧化燒損的作用；
[0022](4)本發(fā)明所用原料價(jià)格低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，同時(shí)消除了有害氣體的產(chǎn)生；
[0023](5)具有制備方便、成本低廉、適合推廣到大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0025]圖1為實(shí)施例1中用本發(fā)明熔劑精煉后的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)的掃描電鏡照片。
[0026]圖2為對(duì)比例I中用本發(fā)明僅采用碳酸鎂作為熔劑精煉后的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)的掃描電鏡照片。
[0027]圖3為對(duì)比例2中用本發(fā)明僅采用氯化鉀和氯化鈉作為熔劑精煉后的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]實(shí)施例1
[0030]本實(shí)施例涉及一種鋅合金熔劑；其組分重量百分比為:碳酸鎂為10%，氯化鈉為45%，氯化鉀為45 %。
[0031]其制備方法包括如下步驟:
[0032]A、將分別經(jīng)180目篩子過(guò)篩的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀，按所述質(zhì)量百分比分別稱量;
[0033]B、將稱量好的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀分別放入鼓風(fēng)干燥箱中(170°C，15min)進(jìn)行烘干，去除結(jié)晶水；
[0034]C、將步驟B干燥后的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀取出，采用機(jī)械混合后包裝，干燥保存。
[0035]在本發(fā)明的使用過(guò)程中，按照占熔煉總重量0.3 %的比例(即，每千克Zn-Cu-Ti合金熔體中熔劑的加入量為3g)準(zhǔn)備熔劑，將熔劑放入180°C烘箱中預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間約為15min，待鋅合金全部熔化后攪拌均勻，將溫度保持在450°C，使用鐘罩將熔劑壓入鋅合金液中距離坩禍底部約10mm的區(qū)域，攪拌約5分鐘。精煉完成后，扒去液面的大量夾雜及浮渣，熔液靜置約6分鐘，再次扒去液面上多余的雜質(zhì)，開始澆注。最終制備的鋅合金(Zn-Cu-Ti合金)無(wú)變形、縮凹、無(wú)可分辨的裂紋，金相分析顯示合金無(wú)氣孔和明顯缺陷，如圖1所示，證明了熔劑達(dá)到精煉效果，合金具有較好的鑄造性能。
[0036]實(shí)施例2
[0037]本實(shí)施例涉及一種鋅合金熔劑；其組分重量百分比為:碳酸鎂為5%，氯化鈉為47.5%，氯化鉀為47.5%o
[0038]其制備方法包括如下步驟:
[0039]A、將分別經(jīng)20目篩子過(guò)篩的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀，按所述質(zhì)量百分比分別稱量;
[0040]B、將稱量好的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀分別放入鼓風(fēng)干燥箱中(160°C，20min)進(jìn)行烘干，去除結(jié)晶水；
[0041]C、將步驟B干燥后的碳酸鎂、氯化鈉、氯化鉀取出，采用機(jī)械混合后包裝，干燥保存。
[0042]在本發(fā)明的使用過(guò)程中，按照占熔煉總重量0.2 %的比例(即，每千克Zn-Cu-Ti合金熔體中熔劑的加入