一種采用稀土氧化物生產稀土鎂合金的方法技術

本發明專利技術涉及一種采用稀土氧化物直接生產稀土鎂合金的方法。該方法通過在原精煉劑中添加５ｗｔ．％－３５ｗｔ．％的微米級稀土氧化物粉末，在熔煉過程中將添加稀土氧化物的精煉劑加在鎂合金的表面進行充分攪拌精煉完成后靜置１０分鐘，由于高溫時Ｍｇ與氧的親和力大于稀土氧化物的，在熔融的鎂液里稀土氧化物中的稀土被還原成單質稀土元素并擴散鎂液中，同時，反應所生成的ＭｇＯ雜質將依附精煉過程中所添加的精煉劑一同沉入爐底。從而制備出高性能、低成本的含稀土鎂合金。經與采用Ｍｇ－稀土中間合金制造出的稀土鎂合金進行組織和性能比較，表明本采用本發明專利技術方法制備出的稀土含量相同的稀土鎂合金的組織相同、性能提高１０％左右。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種采用低成本的稀土氧化物生產稀土鎂合金的方法。
技術介紹
鎂合金具有密度小、比強度高、阻尼性能、鑄造性能好以及電磁屏蔽等優點，被認 為是當前應用中最輕的金屬結構材料之一，有著不可比擬的優越性，在汽車減重、性能改善 和節能環保中的作用日益受到人們的重視。稀土作為主合金元素或微合金化元素，被廣泛 應用于鎂合金中，其優異的凈化、強化、阻燃和耐蝕性不斷被人們認識和掌握，從而開發出 一系列的高強、耐熱、阻燃和耐腐蝕的鎂合金，大大拓展了鎂合金的應用范圍。然而，在現有的稀土鎂合金生產中，稀土元素往往要以鎂-稀土中間合金的形式 加入到鎂合金中，而鎂_稀土中間合金的生產工藝復雜，導致添加的稀土元素價格昂貴，顯 著地提高了稀土鎂合金的生產成本，嚴重制約了其在工業領域中的應用。因此，研究生產便 捷、價格低廉的高性能稀土鎂合金，使其能夠更廣泛的應用于工業領域中，具有十分重要的眉、ο
技術實現思路
本專利技術的目的在于，突破現有技術中采用高成本的鎂_稀土中間合金制造稀土鎂 合金的方法，開發一種生產便捷、價格低廉的采用稀土氧化物生產稀土鎂合金的方法。本專利技術的上述目的通過以下技術方案實現，將微米級的稀土氧化物粉末混入 鎂合金用精煉劑中，通過加入精煉劑精煉過程使稀土氧化物和鎂液不斷接觸，在熔融的鎂 液里稀土氧化物中的稀土被還原成單質稀土元素并擴散鎂液中，從而得到稀土含量分別為 0. 1-2. 0%的各種稀土鎂合金，具體步驟如下a)含稀土氧化物精煉劑的制備將質量為原精煉劑的5_20wt. %的稀土氧化物粉末與其相應比例質量的原精煉劑 進行充分混合，添加后的精煉劑質量為爐料的2. 5wt. %，制備出含一定比例的稀土氧化物 精煉劑；b)將配置好的含稀土氧化物精煉劑在200攝氏度左右烘干去除水分；c)將烘干后的含稀土氧化物精煉劑分批加入到熔融的金屬鎂液中，經取樣分析、 調整成分后，將鎂液澆注成錠。所述的含稀土氧化物精煉劑每批的加入量，視精煉劑在鎂液面的覆蓋情況決定， 每批加入的精煉劑應將液面全部覆蓋形成1. 5-2. 5mm覆蓋層，然后進行充分攪拌，使覆蓋 的精煉劑進入鎂液，直至將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋 靜置10分鐘后調整成分，將鎂液澆注成錠。所述的稀土氧化物種類包括氧化鈰、氧化鑭、氧化釔或氧化锝。本專利技術的技術效果是將本專利技術所述方法與采用Mg-稀土中間合金制造出的稀土鎂合金進行組織和性 能比較，表明本專利技術所述方法與現有方法制備出的稀土含量相同的稀土鎂合金，其組織相 同、性能較采用Mg-稀土中間合金制造出的稀土鎂合金高10%左右。本專利技術的特點在于直 接采用成本較低的稀土氧化物在鎂液中還原成金屬稀土，來代替鎂-稀土中間合金生產稀 土鎂合金，省略了原來先用稀土氧化物還原制成金屬稀土，用金屬稀土和鎂制成鎂_稀土 中間合金，再在鎂液中添加鎂-稀土中間合金生產稀土鎂合金這樣的生產工藝過程，減少 了能源消耗、提高了材料的利用率，顯著地節約了成本。具體實施例下面結合實例進一步說明本專利技術的具體內容及其實施方式。實施例1生產含Ce量為0. 的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的55wt. %的氧化鈰粉末與其相應質量的原精煉劑進行充分混 合，制備出含稀土氧化鈰精煉劑，將所配置的含稀土氧化鈰精煉劑在200攝氏度左右烘干 去除水分，將烘干的精煉劑分批加入到熔融的金屬鎂液中，每批精煉劑的加入量能將鎂液 面全部覆蓋，形成2mm左右覆蓋層，然后進行充分攪拌，當覆蓋的精煉劑進入鎂液后，再添 加精煉劑同時進行攪拌將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋 靜置10分鐘后，取樣分析稀土 Ce含量為0. 12，加少量鎂合金將稀土含量調整為0. 后， 將鎂液澆注成錠。實施例2生產含Ce量為1. 95%的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的35wt. %的氧化鈰粉末與其相應質量的原精煉劑進行充分混 合，制備出含稀土氧化鈰精煉劑，將所配置的含稀土氧化鈰精煉劑在200攝氏度左右烘干 去除水分，將烘干的精煉劑分批加入到熔融的金屬鎂液中，每批精煉劑的加入量能鎂液面 全部覆蓋，形成2mm左右覆蓋層，然后進行充分攪拌，當覆蓋的精煉劑進入鎂液后，再添加 精煉劑同時進行攪拌將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋靜 置10分鐘后，取樣分析稀土 Ce含量為2. 03，加少量鎂合金將稀土含量調整為1. 95%后，將 鎂液澆注成錠。實施例3生產含La量為0. 1 %的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的6. 5wt. %的氧化鑭粉末與其相應質量的原精煉劑進行充分 混合，制備出含稀土氧化鑭精煉劑，將所配置的含稀土氧化鑭精煉劑在200攝氏度左右烘 干去除水分，將烘干的精煉劑分批加入到熔融的金屬鎂液中，每批精煉劑的加入量能鎂液 面全部覆蓋，形成2mm左右覆蓋層，然后進行充分攪拌，當覆蓋的精煉劑進入鎂液后，再添 加精煉劑同時進行攪拌將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋 靜置10分鐘后，取樣分析稀土 La含量為0. 13，加少量鎂合金將稀土含量調整為0. 后， 將鎂液澆注成錠。實施例4生產含La量為1. 9%的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的35wt. %的氧 化鑭粉末與其相應質量的原精煉劑進行充分混合，制備出含稀土氧化鑭精煉劑，將所配置 的含稀土氧化鑭精煉劑在200攝氏度左右烘干去除水分，將烘干的精煉劑分批加入到熔融 的金屬鎂液中，每批精煉劑的加入量能鎂液面全部覆蓋，形成2mm左右覆蓋層，然后進行充 分攪拌，當覆蓋的精煉劑進入鎂液后，再添加精煉劑同時進行攪拌將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋靜置10分鐘后，取樣分析稀土 La含量為1. 99，力口 少量鎂合金將稀土含量調整為1.9%后，將鎂液澆注成錠。實施例5生產含Y量為0. 1 %的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的6. Owt. %的氧化釔粉末與其相應質量的原精煉劑進行充分 混合，制備出含稀土氧化釔精煉劑，將所配置的含稀土氧化釔精煉劑在200攝氏度左右烘 干去除水分，將烘干的精煉劑分批加入到熔融的金屬鎂液中，每批精煉劑的加入量能鎂液 面全部覆蓋，形成2mm左右覆蓋層，然后進行充分攪拌，當覆蓋的精煉劑進入鎂液后，再添 加精煉劑同時進行攪拌將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋 靜置10分鐘后，取樣分析稀土 Y含量為0.11，加少量鎂合金將稀土含量調整為0. 1 %后，將 鎂液澆注成錠。實施例6生產含Y量為1. 85%的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的30wt. %的氧化釔粉末與其相應質量的原精煉劑進行充分混 合，制備出含稀土氧化釔精煉劑，將所配置的含稀土氧化釔精煉劑在200攝氏度左右烘干 去除水分，將烘干的精煉劑分批加入到熔融的金屬鎂液中，每批精煉劑的加入量能鎂液面 全部覆蓋，形成2mm左右覆蓋層，然后進行充分攪拌，當覆蓋的精煉劑進入鎂液后，再添加 精煉劑同時進行攪拌將預定質量的精煉劑加完，取樣分析稀土含量，加普通精煉劑覆蓋靜 置10分鐘后，取樣分析稀土 Y含量為1. 89，加少量鎂合金將稀土含量調整為1. 8%后，將鎂 液澆注成錠。實施例7生產含Gd量為0. 1 %的稀土鎂合金。將質量為原精煉劑的6. Owt. %的氧化锝粉末與其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用稀土氧化物生產稀土鎂合金的方法，其特征在于，將微米級的稀土氧化物粉末混入鎂合金用精煉劑中，通過加入精煉劑精煉過程使稀土氧化物和鎂液不斷接觸，在熔融的鎂液里稀土氧化物中的稀土被還原成單質稀土元素并擴散鎂液中，從而得到稀土含量為０．１－２．０％的各種稀土鎂合金，具體步驟如下：　　ａ）含稀土氧化物精煉劑的制備　　將質量為原精煉劑的５－２０ｗｔ．％的稀土氧化物粉末與其相應比例質量的原精煉劑進行充分混合，添加后的精煉劑質量為爐料的２．５ｗｔ．％，制備出含一定比例的稀土氧化物精煉劑；　?。猓⑴渲煤玫暮⊥裂趸锞珶拕┰冢玻埃皵z氏度左右烘干去除水分；　?。悖⒑娓珊蟮暮⊥裂趸锞珶拕┓峙尤氲饺廴诘慕饘冁V液中，經取樣分析、調整成分后，將鎂液澆注成錠。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周倜，周宏，趙世喆，張舟，苗淼，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：82[中國|長春]