AZ91镁合金中非金属夹杂物的去除研究

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由于镁及镁合金化学性质活泼,熔炼加工过程中易发生氧化燃烧,致使镁合金中混有许多非金属夹杂物,对镁合金铸件的性能带来不利影响。随着镁合金工业的快速发展,对其质量和性能的要求越来越高,因此研究出更多高效实用的去除非金属夹杂物方法,对提高镁合金铸件质量具有重要意义。本文以AZ91镁合金为对象,分别研究了添加稀土铈(Ce)和氟化镧(LaF3)去除镁合金液中非金属夹杂物的净化效果和净化机理。 不同温度下,向镁合金液中添加不同含量的稀土Ce。730℃时当添加量为0.1%~0.7%时,非金属夹杂物的含量呈降低的趋势,且夹杂物尺寸不断减小,添加0.7%Ce后夹杂物尺寸已小于10μm;但当Ce添加量大于0.9%时,夹杂物含量又有所增加。高温下添加Ce到镁合金液中,由于易发生氧化燃烧而不利于镁合金液的净化。Ce对镁合金液有净化作用是由于它能够与合金液中的MgO和MgCl2等夹杂物发生化学反应,生成密度大、易于沉降的铈的化合物。 750℃时将LaF3与1.5%RJ-2号熔剂混合加入镁合金液,结果表明,添加0.3%~0.5%LaF3时净化效果明显,非金属夹杂物体积分数由原材中的0.742%最小可降低至0.121%,夹杂物的平均尺寸也有明显的减小;当LaF3添加量大于0.5%时,夹杂物含量又有所增加,经分析认为这与LaF3和RJ-2号熔剂的含量配比有关。 LaF3加入镁合金液后,与熔剂组分MgCl2和合金元素Al分别反应生成LaCl3或[La],反应产物可以与合金液中的MgO等非金属夹杂物反应,最后大部分以稀土化合物LaOCl的形式从镁合金液中沉淀除去。 实验还分析了添加Ce和LaF3后AZ91镁合金显微组织的变化情况,表明在净化镁合金液同时,稀土物质对镁合金还具有细化晶粒等作用。
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