鎂熔體中夾雜的無(wú)熔劑凈化行為研究.pdf

1、鎂合金作為目前最輕的商用金屬結(jié)構(gòu)材料，在許多領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。鎂熔體的凈化是鎂合金熔鑄生產(chǎn)及廢料再生的關(guān)鍵工序之一，對(duì)保證制品品質(zhì)及性能有重要影響。目前工業(yè)上普遍使用的鎂熔體凈化手段是熔劑法，存在產(chǎn)生有毒有害氣體、二次污染鎂液等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，本文以新型無(wú)熔劑凈化技術(shù)為對(duì)象，對(duì)其中的技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究，旨在為無(wú)熔劑凈化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供理論支撐。
　　論文首先采用OM、SEM和EDS等手段對(duì)鎂合金中固態(tài)夾雜進(jìn)行了

2、分析表征；然后采用水力學(xué)模型方法對(duì)新型無(wú)熔劑凈化過(guò)程及行為進(jìn)行了可視化-物理模擬；最后在工業(yè)環(huán)境下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　主要研究工作及結(jié)果如下：
　　①對(duì)高夾雜鎂合金試樣的分析表征結(jié)果顯示，鎂合金中夾雜的形貌主要有：顆粒狀、絮狀、團(tuán)簇狀、桿狀、塊狀及皮狀，其中以顆粒狀和絮狀為主；從化學(xué)成分來(lái)看，鎂的氧化物夾雜是最常見(jiàn)的，含量最高。
　　②用水力學(xué)模型對(duì)新型無(wú)熔劑凈化過(guò)程及行為的可視化-物理模擬結(jié)果顯示，在實(shí)驗(yàn)條件下，夾

3、雜與水溶液的分離存在如下幾種行為：首先，沉降分離，即部分重質(zhì)夾雜在自身重力的作用下逐漸自然沉降至容器底部，不再隨溶液流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了分離；其次，慣性分離，即在液流經(jīng)隔板流動(dòng)、發(fā)生流動(dòng)方向變化時(shí)，部分夾雜由于與液體的密度差和慣性差產(chǎn)生分離，逐漸沉降至容器底部；最后（也是最重要的），自?xún)艋^(guò)濾，即比過(guò)濾孔尺寸大的夾雜通過(guò)逆向過(guò)濾被有效阻擋并分離，而且這些被阻擋的夾雜會(huì)自然沉降，不會(huì)堵塞過(guò)濾孔，即過(guò)濾介質(zhì)具有自?xún)艋Ч淮送?，過(guò)濾介質(zhì)還能阻擋捕集

4、液體中的氣泡，即具有一定的除氣效果。
　?、墼诠I(yè)環(huán)境下，用與水模擬實(shí)驗(yàn)相似（結(jié)構(gòu)相同、尺寸放大）的凈化熔爐，對(duì)高夾雜含量的廢鎂進(jìn)行了無(wú)熔劑凈化實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，沿鎂液的流動(dòng)方向在熔爐的不同位置對(duì)鎂液分別取樣，然后對(duì)試樣進(jìn)行了分析檢測(cè)：一方面，OM和SEM觀察結(jié)果顯示，高夾雜含量的廢鎂經(jīng)自然沉降、慣性分離與逆向自?xún)艋^(guò)濾后，夾雜含量越來(lái)越少、夾雜尺寸也逐漸變小，這種趨勢(shì)在兩級(jí)過(guò)濾后尤為明顯；另一方面，XRF分析結(jié)果顯示：熔體中O