阳极的熔炼直接关系到阳极的质量,原材料的品质、所使用熔剂、熔炼方法、装备等,都是影响阳极质量的因素。
原料:炉料必须是干燥的,没有油、氧化物、砂土、和锈蚀等污染,并且不能混有异种金属。
熔剂:熔剂主要有两种作用,覆盖作用和精炼作用。覆盖剂的熔点较低,密度小,在合金熔化的过程中,在合金液表面形成一层连续、完整的覆盖层,隔绝空气和水汽,防止镁的氧化或抑制镁的燃烧。精炼剂对夹杂物有良好的润湿、吸附能力,并利用熔剂与熔体的密度差把金属夹杂物随同溶剂自熔体中排出去。
熔剂的质量直接影响了合金的质量,所以熔剂的选择要严格控制杂质的含量。
熔剂材料的要求:
1)能够减少或防止熔体表面的氧化或燃烧。
2)溶剂与熔体容易分离,能够有效地去除熔体中夹杂物。
3)不含对熔体有害的夹杂物和杂质元素。
4)对环境无污染,原材料损耗低。
5)原料来源广,价格低廉,不会明显增加材料的生产成本。
熔炼过程的控制:镁是很活泼的元素,在熔炼过程中很容易被氧化(燃烧),镁燃烧时表面形成一层氧化镁薄膜,氧化镁是良好的保温材料,而且疏松多孔,当镁燃烧时放出大量的热,但是由于氧化镁的绝热效果,使这些热量很难散出去,外界的冷空气也不容易进来,这样造成恶性循环,使表面温度急剧升高,镁溶液的氧化也就越来越严重。所以在镁合金熔炼的过程中要用适当的方法来将镁熔体与空气隔绝。一般有熔剂保护和气体保护两种。
熔剂保护:前文说的覆盖剂。
气体保护:主要有SF6、SO2等气体。他们的保护方式都是在合金液的表面形成一层致密的薄膜,隔绝空气。
Mg SO2→MgO MgS
Mg O2 →MgO
MgO SF6 →MgF2 SO2F2
在使用FS6气体保护时,如果含有水蒸气,会大大加剧镁的氧化,还会生成有毒性气体HF。
镁合金中夹杂物的去除:镁合金中的夹杂物与熔体之间存在一定的密度差,加入溶剂后,溶剂将夹杂物吸附,然后自然沉降在坩埚底部。
镁合金的浇铸过程应注意安全,要求生产人员使用面罩和劳保服,在浇铸过程中要严格控制水汽的危害,只要有水汽的存在就会增加熔体发生爆炸和着火的危险,尤其是当水汽与镁熔体接触时,会产生潜在的爆炸源H2。
H2O Mg(L)=MgO H2 Q
H2 O2=H2O Q
由此循环的不断放热,使镁熔体表面的温度急剧上升,导致镁熔体的燃烧和爆炸。