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摘要:镁合金的密度较小,具有较低的比重,与铝合金、钢等相比其强度和刚度都较为出色,并且具有很高的阻尼系数,在加工过程中较容易操作,基于这些优良的特点,镁合金在各个领域的应用都较为广泛,是目前工业生产中选用的比重较轻的金属材料。但是由于镁合金中镁元素与空气接触易氧化的化学特性,使镁合金在大气条件下没法直接进行加工操作,因为会使镁合金产生燃烧,从而使加工失败,所以为了克服这点,镁合金阻燃技术就成了研究人员的工作重点。
关键词:镁合金;阻燃;砂型铸造
引言:
镁合金的密度为1.74g/m?,是极轻的金属材料,其具有很强的电磁屏蔽力,在铸造工艺的性能上表现优异,只要解决阻燃问题,特别容易进行加工,并且镁合金还可以进行再生利用,另外镁合金的强度和刚度出色,减震的性能极好,具有很长的使用周期,不容易出现老化的现象,并且因为其具有很高的导热性能,因此镁合金在汽车行业、电子行业、航空航天等领域都有很广泛的推广及应用,对镁合金阻燃技术的探究就具有很高的科学价值与实际意义。
一、镁合金砂型铸造阻燃探究
时代和科技的高速发展,带动了社会上各个领域、行业的经济与科技的腾飞,工业、制造业也随着时代的潮流飞速的发展,隨着对合金制品的使用与研究,镁合金材料的应用也越来越多,并且从小型的单件型材料逐渐转变为大型的、复杂型结构材料,对其的应用也更加具有功能性。
在工业的生产制造中,为了满足生产铸件的尺寸和性能,就要进行重新的铸形,目前一般采用砂型铸造的方式进行铸形处理。但是很多时候由于砂型铸造存在着放气量大的特点,并且在制造加工的环节成分复杂,很容易引起镁合金的氧化,从而引起镁合金的自燃。因为在镁合金砂型铸造阻燃技术上的研究就极为重要。
目前,对于镁合金的燃烧问题还没有被完全彻底的解决,在铸造的过程中还是很容易出现燃烧的问题及安全隐患,很多的研究部门都在对这一问题进行研究与创新,这已经成了制约高性能镁合金铸件批量生产的关键性难题。对于阻燃的机理的研究一直是科研人员不懈努力的方向,并且在熔炼的过程中,工作技术人员也提出并采用了一些阻燃技术,如惰性气体保护阻燃、合金化保护阻燃、反应气体保护阻燃等。
在镁合金砂型铸造的过程中为了做到彻底的将镁合金与氧气的反应降到最低,镁合金砂型铸造的过程中不能通过热室铸造的形式进行,但是可以借鉴冷室工艺,利用惰性气体进行阻隔作用。但是在实际的生产中,这些保护气体会污染环境,而且难于操作。
二、镁合金阻燃技术应用分析
1.阻燃技术的发展
阻燃技术的发展是伴随着合成高分子材料的发展而发展的。高分子材料按来源分为天然、半合成和合成高分子材料。阻燃技术研究方面取得了较大发展,阻燃制品从纯天然高分子材料扩展到混合和合成高分子材料,使用范围从最初的纺织扩展到装饰装修、外墙保温、电线电缆、电器元件、建筑构件、道路交通等各个领域,涌现出微胶囊化、表面改性、复配协同、以及超细化、纳米化等许多新技术。
由于优异的性能和生产应用中的低投资,合成高分子材料在短短几十年间得到了高速发展,电子电器产品、高层建筑、飞机汽车和交通运输、装修装饰等行业大量使用了天然或者合成的高分子材料,使高分子材料成为与金属、陶瓷并列的三类最重要材料之一。
2.阻燃剂的应用
就是能够提高易燃或可燃物的难燃性、自熄性或消烟性的一种助剂,是重要的精细化工产品和合成材料的主要助剂之一。阻燃剂随着合成材料的发展而不断发展,由于世界范围内阻燃防灾呼声的日益高涨以及阻燃法规的日趋完善,直接促进了阻燃化学品的研究开发和生产应用。目前,各发达国家都对建筑物阻燃处理给予极大的重视,并且日益认识到,采用阻燃处理是防止和减少火灾的战略性措施之一,是关系到“环境和人类”的重大举措。
3.其它阻燃材料的使用
阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料,广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。随着科学技术的飞速发展,现代汽车制造材料的构成,发生了较大的变化。高密度材料的比例下降,低密度材料有较大幅度的增加。金属的应用范围在不断扩大。目前阻燃材料主要有有机和无机,卤素和非卤。高阻燃材料有机是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是氢氧化镁、氢氧化铝,三氧化二锑、硅系等阻燃体系。
三、镁合金砂型铸造阻燃技术
1.熔剂保护阻燃技术
熔剂保护的主要原理是选择比金属或合金熔点低的无机盐熔剂,熔剂熔化前,熔剂覆盖在镁与碳化硅颗粒混合物的表面,只起到机械隔绝作用,阻止镁与氧气、水蒸气的作用,防止氧化,扑灭燃烧。
同时,在镁合金整个熔炼过程中,在熔剂保护下隔绝大气进行。镁合金采用熔剂保护防燃使用最早也最广泛。该技术是利用低熔点的无机化合物在较低的温度下熔化成液态,在镁液表面铺开,以阻止镁液与空气相接触,从而起到保护作用。
熔剂熔化过程中,熔剂的熔点低于金属的熔点,熔剂较早变为液态,在金属熔体的表面形成一连续、完整的彼盖层,不仅隔绝空气,防止金属氧化和燃烧,而且精炼金属液,去除金属液中的气体及杂物。覆盖剂一般要满足以下要求:熔点要比镁合金低,密度要比镁合金小,同时有较小的粘度,不含有对镁液质量有害的杂质及夹杂物。
2.合金化阻燃技术
首先,合金型阻燃剂是一种以红磷为基础,配以多种改性助剂及材料,以分子键及藉界面熔接而结合为一个分子集团,再以表面活性剂单分子层外包覆的微胶囊产品。PPO和ABS均为非结晶性树脂,该合金的耐冲击性、耐热性和尺寸稳定性均佳,易电镀表面金属化,适于制作汽车轮轮罩。可以采用掺混法经螺杆挤出后造粒制得。
其次,阻燃钛合金。钛及钛合金因密度低、比强度高、耐蚀性好等优点被广泛应用于航空工业领域,航空发动机上的盘件、叶片和机匣等部件都可采用钛合金制造。常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向,这在很大程度上限制了其应用。
3.气体保护阻燃技术
镁合金砂铸熔炉普遍用“与镁熔体反应成膜”的Sf气体和将反应成膜气体均匀分布到熔池上方的“载流气体”N,按比例混合成“保护气体”,为熔体提供阻燃保护。高品质镁合金熔炉采用智能保护气体制备技术,根据炉况对保护气体的SF,浓度和总流量实时调节,获得最佳保护效果。
结语:
合成纤维、塑料、橡胶等合成材料越来越广泛,合成材料一般都是易燃或可燃的,容易引发火灾事故,已成为日益严重、人们普遍关心的社会问题。由于镁在空气中极易氧化,镁合金在熔炼和加工过程中也易氧化燃烧,造成生产十分困难,已成为制约镁合金发挥应用潜力的重要问题之一。因此,正是看到镁合金防氧化燃烧问题的解决对于镁合金应用的推动作用,所以国内外对镁合金阻燃问题的研究给予了广泛关注和高度重视。
参考文献:
[1]唐丽云.压铸镁合金零部件缺陷分析及工艺改进措施[J].中国金属通报,2017(7):88-88;
[2]秦守益,王宝兵,孙敏杰,等.树脂砂铸造镁合金阻燃技术研究[J].航天制造技术,2012(5):18-21.
关键词:镁合金;阻燃;砂型铸造
引言:
镁合金的密度为1.74g/m?,是极轻的金属材料,其具有很强的电磁屏蔽力,在铸造工艺的性能上表现优异,只要解决阻燃问题,特别容易进行加工,并且镁合金还可以进行再生利用,另外镁合金的强度和刚度出色,减震的性能极好,具有很长的使用周期,不容易出现老化的现象,并且因为其具有很高的导热性能,因此镁合金在汽车行业、电子行业、航空航天等领域都有很广泛的推广及应用,对镁合金阻燃技术的探究就具有很高的科学价值与实际意义。
一、镁合金砂型铸造阻燃探究
时代和科技的高速发展,带动了社会上各个领域、行业的经济与科技的腾飞,工业、制造业也随着时代的潮流飞速的发展,隨着对合金制品的使用与研究,镁合金材料的应用也越来越多,并且从小型的单件型材料逐渐转变为大型的、复杂型结构材料,对其的应用也更加具有功能性。
在工业的生产制造中,为了满足生产铸件的尺寸和性能,就要进行重新的铸形,目前一般采用砂型铸造的方式进行铸形处理。但是很多时候由于砂型铸造存在着放气量大的特点,并且在制造加工的环节成分复杂,很容易引起镁合金的氧化,从而引起镁合金的自燃。因为在镁合金砂型铸造阻燃技术上的研究就极为重要。
目前,对于镁合金的燃烧问题还没有被完全彻底的解决,在铸造的过程中还是很容易出现燃烧的问题及安全隐患,很多的研究部门都在对这一问题进行研究与创新,这已经成了制约高性能镁合金铸件批量生产的关键性难题。对于阻燃的机理的研究一直是科研人员不懈努力的方向,并且在熔炼的过程中,工作技术人员也提出并采用了一些阻燃技术,如惰性气体保护阻燃、合金化保护阻燃、反应气体保护阻燃等。
在镁合金砂型铸造的过程中为了做到彻底的将镁合金与氧气的反应降到最低,镁合金砂型铸造的过程中不能通过热室铸造的形式进行,但是可以借鉴冷室工艺,利用惰性气体进行阻隔作用。但是在实际的生产中,这些保护气体会污染环境,而且难于操作。
二、镁合金阻燃技术应用分析
1.阻燃技术的发展
阻燃技术的发展是伴随着合成高分子材料的发展而发展的。高分子材料按来源分为天然、半合成和合成高分子材料。阻燃技术研究方面取得了较大发展,阻燃制品从纯天然高分子材料扩展到混合和合成高分子材料,使用范围从最初的纺织扩展到装饰装修、外墙保温、电线电缆、电器元件、建筑构件、道路交通等各个领域,涌现出微胶囊化、表面改性、复配协同、以及超细化、纳米化等许多新技术。
由于优异的性能和生产应用中的低投资,合成高分子材料在短短几十年间得到了高速发展,电子电器产品、高层建筑、飞机汽车和交通运输、装修装饰等行业大量使用了天然或者合成的高分子材料,使高分子材料成为与金属、陶瓷并列的三类最重要材料之一。
2.阻燃剂的应用
就是能够提高易燃或可燃物的难燃性、自熄性或消烟性的一种助剂,是重要的精细化工产品和合成材料的主要助剂之一。阻燃剂随着合成材料的发展而不断发展,由于世界范围内阻燃防灾呼声的日益高涨以及阻燃法规的日趋完善,直接促进了阻燃化学品的研究开发和生产应用。目前,各发达国家都对建筑物阻燃处理给予极大的重视,并且日益认识到,采用阻燃处理是防止和减少火灾的战略性措施之一,是关系到“环境和人类”的重大举措。
3.其它阻燃材料的使用
阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料,广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。随着科学技术的飞速发展,现代汽车制造材料的构成,发生了较大的变化。高密度材料的比例下降,低密度材料有较大幅度的增加。金属的应用范围在不断扩大。目前阻燃材料主要有有机和无机,卤素和非卤。高阻燃材料有机是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是氢氧化镁、氢氧化铝,三氧化二锑、硅系等阻燃体系。
三、镁合金砂型铸造阻燃技术
1.熔剂保护阻燃技术
熔剂保护的主要原理是选择比金属或合金熔点低的无机盐熔剂,熔剂熔化前,熔剂覆盖在镁与碳化硅颗粒混合物的表面,只起到机械隔绝作用,阻止镁与氧气、水蒸气的作用,防止氧化,扑灭燃烧。
同时,在镁合金整个熔炼过程中,在熔剂保护下隔绝大气进行。镁合金采用熔剂保护防燃使用最早也最广泛。该技术是利用低熔点的无机化合物在较低的温度下熔化成液态,在镁液表面铺开,以阻止镁液与空气相接触,从而起到保护作用。
熔剂熔化过程中,熔剂的熔点低于金属的熔点,熔剂较早变为液态,在金属熔体的表面形成一连续、完整的彼盖层,不仅隔绝空气,防止金属氧化和燃烧,而且精炼金属液,去除金属液中的气体及杂物。覆盖剂一般要满足以下要求:熔点要比镁合金低,密度要比镁合金小,同时有较小的粘度,不含有对镁液质量有害的杂质及夹杂物。
2.合金化阻燃技术
首先,合金型阻燃剂是一种以红磷为基础,配以多种改性助剂及材料,以分子键及藉界面熔接而结合为一个分子集团,再以表面活性剂单分子层外包覆的微胶囊产品。PPO和ABS均为非结晶性树脂,该合金的耐冲击性、耐热性和尺寸稳定性均佳,易电镀表面金属化,适于制作汽车轮轮罩。可以采用掺混法经螺杆挤出后造粒制得。
其次,阻燃钛合金。钛及钛合金因密度低、比强度高、耐蚀性好等优点被广泛应用于航空工业领域,航空发动机上的盘件、叶片和机匣等部件都可采用钛合金制造。常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向,这在很大程度上限制了其应用。
3.气体保护阻燃技术
镁合金砂铸熔炉普遍用“与镁熔体反应成膜”的Sf气体和将反应成膜气体均匀分布到熔池上方的“载流气体”N,按比例混合成“保护气体”,为熔体提供阻燃保护。高品质镁合金熔炉采用智能保护气体制备技术,根据炉况对保护气体的SF,浓度和总流量实时调节,获得最佳保护效果。
结语:
合成纤维、塑料、橡胶等合成材料越来越广泛,合成材料一般都是易燃或可燃的,容易引发火灾事故,已成为日益严重、人们普遍关心的社会问题。由于镁在空气中极易氧化,镁合金在熔炼和加工过程中也易氧化燃烧,造成生产十分困难,已成为制约镁合金发挥应用潜力的重要问题之一。因此,正是看到镁合金防氧化燃烧问题的解决对于镁合金应用的推动作用,所以国内外对镁合金阻燃问题的研究给予了广泛关注和高度重视。
参考文献:
[1]唐丽云.压铸镁合金零部件缺陷分析及工艺改进措施[J].中国金属通报,2017(7):88-88;
[2]秦守益,王宝兵,孙敏杰,等.树脂砂铸造镁合金阻燃技术研究[J].航天制造技术,2012(5):18-21.