浅析熔解剂用于镁和镁合金生产冶炼

   1、装料、溶化：将坩埚预热至暗红色约500℃，在坩埚壁和底部撒上适量的溶剂，然后加入粗镁，并通过加热使镁不断熔化。至熔镁达到规定水平，即一般到距坩埚上沿200mm处。

  2、合金化：升温至710～730℃加入预热（200℃）的中间合金，溶化后搅拌均匀；溶剂的添加量是炉料量来定，一般原则是：不使表面启燃，加入量尽量小，能够覆盖住溶液表面即可。一般不超过炉料量的20%。充分溶化后进行充分扒渣，准备精炼。

  3、精炼处理：将合金液升温至710～740℃精炼20～30分钟；精炼过程中精炼剂的加入量为炉料量的10%左右，加入后充分搅拌，静置。是否需要扒渣视浇注情况而定。一般情况下是直接浇注的，前提是渣浇不进去。

  4、浇注：降至浇注温度710～720℃进行浇注，应在10秒（合金液大概有1.5千克）内浇完。

  5、镁熔剂精炼法的金属镁实收率95%以上，生产一吨精镁的熔剂消耗为：以熔盐电解法炼镁产出粗镁为原料时，一般为16～30kg；以热还原法炼镁产出粗镁为原料时，一般为100～150kg。

  镁合金以其独特的优点和丰富的资源，正广泛的应用在汽车工业、通讯电子业、航空航天业等领域。但是镁合金由于燃点低、电位低、氧化膜不具有保护性等缺点，使其品质较差影响到力学性能和抗腐蚀性能。 铁被认为是强烈降低镁合金耐蚀性的有害元素，而且铁在镁及其合金的熔炼、加工、运输、处理过程中又不可避免。传统的加锰除铁技术存在Fe／Mn比难以控制等缺点。而目前熔剂化除铁虽有采用，但研究都不深入不系统。 稀土作为镁合金常见的合金化元素得到广泛应用。

  涂覆技术通常作为最后一道防护措施与其它防腐手段配套使用，熔解剂液态有机材料被涂覆在镁合金表面防护层的最外层，是目前被广泛应用的涂装方法。该技术的关键是提高涂层与底层的附着力和增强涂层耐蚀性，利用底层的表面粗糙度改善吸附力，采用富含反应性官能团的有机材料与底层表面金属离子或功能团形成化学键是增强附着力的两条途径。选择富含官能团的多种聚合物，使聚合物间通过酯化作用增大聚合度，或向聚合物中加入无机色素微粒、过度金属的酸或盐等形成具有自修复能力的涂层，是提高镁合金表面防护层耐蚀性的主要途径。

  粉末技术是将有颜色的聚合物粉体附在镁合金基体的表面，经过加热使粉体熔化，形成一层均匀、无针孔较厚的膜。粉末技术克服了溶剂对环境的污染，在粗糙的表面和边角处也能形成良好的涂层。但难以获得较薄的、颜色均匀的涂层，高温熔化粉体时对基体存在极大的选择性，处理前要首先获得研细的、干燥的粉体。粉体粒子的大小及在基体上的分布，添加剂的混合，材料的交联度对涂层质量起着决定性的作用。研究发现环氧树脂与含羧基的聚脂树脂的混合粉体可形成非常有效的防护涂层。

  又称阴极环氧电涂技术，是将镁合金表面局部区域放电(负极)，并浸入一个装有带正电荷的油漆中(正极)，油漆被吸引到镁合金表面形成一层均匀的涂层，然后在烘干。该涂层可对碎屑、裂纹、磨损、腐蚀等行为起到保护作用。然而，该涂层较薄，所以一般将其置于较厚涂层的外层。气穴的形成使得待处理零件在设计时不能有盲孔。涂层的保护性，主要取决于涂层的厚度。试验发现涂层厚度在2mil时(1mil=千分之一寸))，涂层盐雾实验效果很好。常使用在树脂密封之前进行无铬转化涂层(E-coat)的工艺对ZE41A-T5和WE43-T6航空镁合金进行了处理。该技术优点是没有因使用传统铬化转化膜处理时或阳极氧化时对环境

  溶胶-凝胶技术是通过水解并浓缩金属醇盐的聚合物，形成网状结构的无机-有机复合聚合材料。这一过程能在镁合金表面形成透明的、附着力强、耐磨的防腐层。该技术的主要优势在于，样品在溶胶-凝胶混合物中浸涂之前只需进行简单的预处理，而能获得极好的附着力。聚合物镀层技术是采用电化学方法在镁合金表面形成一层防护膜，镁合金作为电池的阳极，在镁合金失去电子的同时，溶液中的有机物在表面沉积聚合成膜，镀层属于定向膜，由有机聚合物、氢氧化镁和氧化镁组成。此方法已应用在AZ91D镁合金表面沉积二硫化三嗪聚合物，其防腐性能取决于镀层的厚度和单体取代烃基的种类，研究发现，镀层越厚防腐性能越好，具有-N(C6H13)2取代基的单体形成的聚合镀层防腐性能最佳。

  熔解剂广泛地用于原铝和再生铝的生产，以提高熔体质量和金属铝的回收率[1。2]。熔剂的作用有四个：其一，改变铝熔体对氧化物（氧化铝）的润湿性，使铝熔体易于与氧化物（氧化铝）分离，从而使氧化物（氧化铝）大部分进入熔剂中而减少了熔体中的氧化物的含量。其二，熔剂能改变熔体表面氧化膜的状态。这是因为它能使熔体表面上那层坚固致密的氧化膜破碎成为细小颗粒，因而有利于熔体中的氢从氧化膜层的颗粒空隙中透过逸出，进入大气中。其三，熔剂层的存在，能隔绝大气中水蒸气与铝熔体的接触，使氢难以进入铝熔体中，同时能防止熔体氧化烧损。其四，熔剂能吸附铝熔体中的氧化物，使熔体得以净化。总之，熔剂精炼的除去夹杂物作用主要是通过与熔体中的氧化膜及非金属夹杂物发生吸附，溶解和化学作用来实现的。铝合金熔炼中使用的熔剂种类很多，可分为覆盖剂（防止熔体氧化烧损及吸气的熔剂）和精炼剂（除气、除夹杂物的熔剂）两大类，不同的铝合金所用的覆盖剂和精炼剂不同。但是，铝合金熔炼过程中使用的任何熔剂，必须符合下列条件[3。8]。