鎂熔體中夾雜的無熔劑凈化行為研究.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、二次污染鎂液等問題。針對上述問題，本文以新型無熔劑凈化技術(shù)為對象，對其中的技術(shù)基礎(chǔ)問題展開實驗研究，旨在為無熔劑凈化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用提供理論支撐。
　　論文首先采用OM、SEM和EDS等手段對鎂合金中固態(tài)夾雜進行了

2、分析表征；然后采用水力學(xué)模型方法對新型無熔劑凈化過程及行為進行了可視化-物理模擬；最后在工業(yè)環(huán)境下進行了實驗驗證。
　　主要研究工作及結(jié)果如下：
　?、賹Ω邐A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)成分來看，鎂的氧化物夾雜是最常見的，含量最高。
　　②用水力學(xué)模型對新型無熔劑凈化過程及行為的可視化-物理模擬結(jié)果顯示，在實驗條件下，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，實現(xiàn)了分離；其次，慣性分離，即在液流經(jīng)隔板流動、發(fā)生流動方向變化時，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），自凈化過濾，即比過濾孔尺寸大的夾雜通過逆向過濾被有效阻擋并分離，而且這些被阻擋的夾雜會自然沉降，不會堵塞過濾孔，即過濾介質(zhì)具有自凈化效果；此外，過濾介質(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，用與水模擬實驗相似（結(jié)構(gòu)相同、尺寸放大）的凈化熔爐，對高夾雜含量的廢鎂進行了無熔劑凈化實驗，在實驗過程中，沿鎂液的流動方向在熔爐的不同位置對鎂液分別取樣，然后對試樣進行了分析檢測：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、慣性分離與逆向自凈化過濾后，夾雜含量越來越少、夾雜尺寸也逐漸變小，這種趨勢在兩級過濾后尤為明顯；另一方面，XRF分析結(jié)果顯示：熔體中O