含SO2气氛保护气体对镁及镁合金熔体保护机制研究

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• 作者：熊守美王先飞
• 会议时间：2012-11-25
• 关键词：镁合金 ; 气体保护 ; 表面膜 ; SO2保护机制
• 作者单位：汽车安全与节能国家重点实验室,清华大学机械工程系
• 母体文献：2012年中国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会论文集
• 会议名称：2012年中国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会
• 会议地点：苏州
• 主办单位：中国机械工程学会
• 语种：chi

摘要

用于镁及镁合金熔炼保护的SF6气体是具有高温室效应指数的气体,将被完全禁止使用,而全球镁工业界至今未找到有效的无毒环保的替代气体。论文研究了在密封条件下含SO2气体对熔体镁合金的保护效果,结果表明,含SO2气体对镁合金熔体的保护需要一定量的空气。在此基础上,研究了在开放条件下含SO2气体对镁及镁合金熔体的保护机理,熔体表面生成了一层致密的连续保护膜,膜中主要含有MgO、MgS和MgSO4,MgS提高了保护膜的致密性,使熔体得到保护,表面膜还存在着不同层结构。同时,研究了表面膜的形成过程,发现MgSO4的形成能够促进保护性表面膜的形成,从而提高表面膜对熔体的保护作用。为此,对Mg-O-S系统进行了深入的热力学计算,证实了表面膜的分层结构与形成机理是遵循热力学规律的,同时还表明MgSO4的形成与气氛中的SO3压力有关。在此基础上,再次利用密封熔炼工艺,通过一次性充入含一定浓度的SO2和空气保护气体(N2作为稀释气体),研究了密封条件下纯镁在含SO2和空气气氛中的保护效果,结果表明,当SO2(或空气)含量一定时,提高空气(或SO2)含量能够提高气氛对熔体的保护效果,当空气(或SO2)含量高于某临界值时,熔体能够得到完全保护,分析表明提高SO2或空气含量能够提高气氛中的SO3压力,当SO3压力高于MgSO4的分解压时,MgSO4能够形成,从而促进保护性表面膜的形成,实现对熔体的完全保护。