CZ20003374A3 - Process for preparing magnesium-aluminium alloy, the magnesium-aluminium alloy per se and aluminium-manganese master alloy - Google Patents
Process for preparing magnesium-aluminium alloy, the magnesium-aluminium alloy per se and aluminium-manganese master alloy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20003374A3 CZ20003374A3 CZ20003374A CZ20003374A CZ20003374A3 CZ 20003374 A3 CZ20003374 A3 CZ 20003374A3 CZ 20003374 A CZ20003374 A CZ 20003374A CZ 20003374 A CZ20003374 A CZ 20003374A CZ 20003374 A3 CZ20003374 A3 CZ 20003374A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- alloy
- magnesium
- manganese
- aluminum
- master alloy
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 30
- -1 aluminium-manganese Chemical compound 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 11
- GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Mg] Chemical compound [AlH3].[Mg] GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 66
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018657 Mn—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- SAYOXHYAUHSWHN-UHFFFAOYSA-N alumane;manganese Chemical compound [AlH3].[AlH3].[Mn] SAYOXHYAUHSWHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N magnesiomagnesium Chemical compound [Mg][Mg] HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Předložený vynález se týká způsobu výroby hořečnatohliníkové slitiny. Tomu je třeba rozumět tak, že slitina, která obsahuje hořčík a hliník, může obsahovat také jiné složky než hořčík a hliník (například zinek). Předložený vynález se týká také hořečnatohliníkové slitiny a rovněž předslitiny vhodné pro použití při výrobě hořečnatohlinikové slitiny.The present invention relates to a process for producing a magnesium aluminum alloy. It is to be understood that the alloy containing magnesium and aluminum may also contain components other than magnesium and aluminum (e.g. zinc). The present invention also relates to a magnesium-aluminum alloy as well as master alloys suitable for use in the production of a magnesium-aluminum alloy.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Při výrobě hořečnatohliníkové slitiny se mangan rutinně přidává k roztavenému materiálu v legovací nádobě, aby se snížilo množství nečistot železa ve výsledné hořečnatohliníkové slitině. Mangan a železo tvoří nerozpustnou sraženinu obsahující železo a mangan, která se usazuje na dně legovací nádoby a tak se odstraňuje z následného lití hořečnatohliníkové slitiny. Mangan se konvenčně přidává jako sůl chlorid manganatý (MnCI2). Tento přístup je problematický, protože vedle zreagování se železem se vyrobí sraženina obsahující Fe/Mn, MnCI2 reaguje s roztaveným hořčíkem za vzniku chloridu horečnatého (MgCI2), který se sráží a tím dochází ke ztrátám hořčíku a to také vede ke tvorbě plynné kyseliny chlorovodíkové (HCI), jestliže se MnCI2 nebo MgCI2 hydrolyzují v přítomnosti atmosferické vlhkosti.In the production of the magnesium-aluminum alloy, manganese is routinely added to the molten material in the alloying vessel to reduce the amount of iron impurities in the resulting magnesium-aluminum alloy. Manganese and iron form an insoluble precipitate containing iron and manganese, which settles at the bottom of the alloying vessel and is thus removed from the subsequent casting of the magnesium aluminum alloy. Manganese is conventionally added as a manganese chloride salt (MnCl 2 ). This approach is problematic because in addition to the iron reacting, a precipitate containing Fe / Mn is produced, MnCl 2 reacts with molten magnesium to form magnesium chloride (MgCl 2 ), which precipitates and thereby leads to magnesium losses and this also leads to the formation of gaseous acid hydrochloric acid (HCl) when the MnCl 2 or MgCl 2 is hydrolyzed in the presence of atmospheric humidity.
USA patent č. 5 248 477 (vydaný 28. září 1993) popisuje způsob výroby hořečnatohliníkové slitiny, podle něhož se mangan přidává k roztavenému hořčíku nebo roztavené slitině hořčíku jako roztavený elementární mangan nebo roztavená směs elementárního manganu a hliníku. Tento způsob tedy znamená techniku slévání kapalina-kapalina.U.S. Patent No. 5,248,477 (issued September 28, 1993) discloses a process for producing a magnesium aluminum alloy in which manganese is added to a molten magnesium or molten magnesium alloy as a molten elemental manganese or a molten mixture of elemental manganese and aluminum. Thus, the method is a liquid-liquid alloying technique.
• ·• ·
V diskutované oblasti techniky USA patent č. 5 248 477 popisuje, že mangan se může pňdat jako elementární mangan ve formě komerčně dostupné směsi kovů v sypké nebo práškové formě, obvykle ve formě briket, které obsahují 75 % hmotn. manganu a 25 % hliníku (viz sloupec 3, řádky 10 až 14), ale popisuje, že přidání elementárního manganu v pevném stavu má malý účinek na snížení obsahu železa v tavenině (viz sloupec 3, řádky 18 až 20). USA patent č. 5 248 477 pokračuje v popisu, že důvodem pro přidání MnCI2, na rozdíl od přidání elementárního manganu v čisté formě nebo ve směsné formě, je to, že účinnost srážení železa je významně větší a rovněž je významně větší účinnost slévání manganu. Opakovaně bylo pozorováno, že u primárního hořčíku může být obsah manganu zvýšen na významně vyšší množství přidáními MnCI2, než toho lze dosáhnout přidáním elementárního manganu například ve formě elektrolytických vloček (viz sloupec 6, řádek 68, až sloupec 7, řádek 9). USA patent č. 5 248 477 uzavírá, že přidání elementárního manganu v pevném stavu k roztavenému hořčíku vede k neúčinnému slévání manganu a obsah železa je špatně regulován, jestli vůbec je regulován (viz sloupec 7, řádky 52 až 54).In the art discussed, U.S. Patent No. 5,248,477 discloses that manganese can be added as elemental manganese in the form of a commercially available mixture of metals in bulk or powder form, usually in the form of briquettes containing 75 wt. of manganese and 25% aluminum (see column 3, lines 10 to 14), but describes that the addition of elemental manganese in the solid state has little effect on reducing the iron content of the melt (see column 3, lines 18 to 20). U.S. Patent No. 5,248,477 continues to disclose that the reason for the addition of MnCl 2 , as opposed to the addition of elemental manganese in pure form or in mixed form, is that the iron precipitation efficiency is significantly greater and also the manganese casting efficiency is significantly greater. . It has been repeatedly observed that for primary magnesium the manganese content can be increased to a significantly higher amount by the addition of MnCl 2 than this can be achieved by adding elemental manganese, for example in the form of electrolytic flakes (see column 6, line 68 through column 7, line 9). U.S. Patent No. 5,248,477 concludes that the addition of elemental solid state manganese to molten magnesium results in ineffective manganese alloying and iron content is poorly controlled, if at all, controlled (see column 7, lines 52-54).
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
V první aspektu předložený vynález poskytuje způsob výroby hořečnatohlitié slitiny v legovací nádobě, která obsahuje roztavený hořčík nebo roztavenou slitinu hořčíku. Tento způsob obsahuje stupně dosažení teploty roztaveného hořčíku nebo roztavené slitiny hořčíku v rozmezí od 650 do 750 °C a následující přidání pevné předslitiny obsahující hliník a mangan do legovací nádoby, při čemž mangan se v legovací nádobě uvolňuje pro reakci se železem.In a first aspect, the present invention provides a method for producing a magnesium-magnesium alloy in an alloying vessel that comprises molten magnesium or molten magnesium alloy. The process comprises the steps of reaching a temperature of molten magnesium or molten magnesium alloy in the range of 650 to 750 ° C and subsequently adding a solid master alloy containing aluminum and manganese to the alloying vessel, whereby the manganese is released in the alloying vessel for reaction with iron.
Podle druhého aspektu předložený vynález poskytuje hořečnatohliníkovou slitinu, která se vyrábí způsobem podle prvního aspektu předloženého vynálezu.According to a second aspect, the present invention provides a magnesium aluminum alloy that is produced by the method of the first aspect of the present invention.
• · • · • · · ·• • •
Hlinitomanganatá předslitina se pňdává k roztavenému hořčíku nebo roztavené slitině hořčíku za teploty v rozmezí od 650 do 750 °C. S výhodou je tato teplota v rozmezí 650 až 710 °C, výhodněji 680 až 700 °C.The aluminum-manganese master alloy is added to the molten magnesium or molten magnesium alloy at a temperature ranging from 650 to 750 ° C. Preferably, the temperature is in the range 650-710 ° C, more preferably 680-700 ° C.
Do legovací nádoby se odděleně od hlinitomanganaté předslitiny mohou přidat některé legovací hliníkové složky a možné další legovací složky (například zinek). S výhodou se však všechny legovací složky přidávají do legovací nádoby ve formě hlinitomanganaté předslitiny.Some alloying aluminum components and possibly other alloying components (e.g. zinc) may be added to the alloying vessel separately from the alumina master alloy. Preferably, however, all the alloying components are added to the alloying vessel in the form of an aluminum-manganese master alloy.
Hořečnatohliníková slitina se může vyrábět přidáním předslitiny k roztavenému primárnímu hořčíku a, kde to je možné, primární hořčík se může vyrábět elektrolýzou bezvodého chloridu hořečnatého v elektrolytické buňce. Roztavený hořčík typicky opouští elektrolytickou buňku při teplotě 655 °C. Hořečnatohliníková slitina se může vyrábět přidáním předslitiny k roztavenému hořčíku nebo slitině hořčíku pocházející z recyklování odpadového materiálu.The magnesium aluminum alloy can be produced by adding a master alloy to the molten primary magnesium and, where possible, the primary magnesium can be produced by electrolysis of anhydrous magnesium chloride in an electrolytic cell. The molten magnesium typically leaves the electrolytic cell at 655 ° C. The magnesium-aluminum alloy can be produced by adding a master alloy to molten magnesium or a magnesium alloy resulting from the recycling of waste material.
Konvenční způsob, při němž se používá MnCI2, typicky vyžaduje zahřívání hořčíku nebo hořčíkové slitiny na 730 až 750 °C, přidání hliníku a jakýchkoliv dalších legovacích složek (například zinku) během 5 až 10 minut, míchání v chloridu manganatém po dobu 20 minut a ochlazení obsahu legovací nádoby na 670 °C během 20 minut před přenesením výsledné hořečnatohliníkové slitiny do usazovací pece.A conventional method using MnCl 2 typically requires heating the magnesium or magnesium alloy to 730-750 ° C, adding aluminum and any other alloying components (e.g. zinc) over 5 to 10 minutes, stirring in manganese chloride for 20 minutes, and cooling the alloying vessel contents to 670 ° C within 20 minutes before transferring the resulting magnesium aluminum alloy to the settling furnace.
S výhodou se doba dávky výroby hořečnatohliníkové slitiny podle prvního aspektu předloženého vynálezu může snížit pň srovnání s konvenčním způsobem s MnCI2, protože legovací nádoba nepotřebuje být zahřáta na 730 až 750 °C, hliník a mangan se mohou přidat v jednom stupni a pro chlazení je potřeba kratší doba. Snížení doby pro dávku podle předloženého vynálezu je žádoucí v tavící peci hořčíku, protože se sníží energetická spotřeba a protože se mohou snížit ceny související s požadavkem na více legovacích nádob. Je třeba také poznamenat, že na rozdíl od způsobu techniky legování kapalina-kapalina podle USA patentu č. 5 248 477, • ·Advantageously, the batch time of production of the magnesium aluminum alloy according to the first aspect of the present invention can be reduced compared to the conventional MnCl 2 process , since the alloying vessel does not need to be heated to 730-750 ° C, aluminum and manganese can be added in one stage and cooled need shorter time. Reduction of the batch time according to the present invention is desirable in the magnesium melting furnace, as energy consumption is reduced and because the cost associated with the requirement for multiple alloying vessels may be reduced. It should also be noted that, unlike the liquid-liquid alloying technique of U.S. Patent No. 5,248,477,
• · • · • · se lze vyhnout požadavku na oddělenou nádobu pro tavení legovacích složek a energetickou spotřebu s tím související.The requirement for a separate vessel for melting the alloying components and related energy consumption can be avoided.
Předpokládá se, že předložený vynález je výhodný také v souvislosti s chemickým složením železnatomanganaté intermetalické sloučeniny, která se tvoří. Bez ohledu na teorii se předpokládá, že železnatomanganaté intermetalické sloučeniny vytvořené za vyšších teplot obsahují větší podíl železa než ty, které se vytvoří za nižších teplot, a že problémy z korozí jsou menší u hořečnatohliníkových slitin, u nichž železnatomanganaté intermetalické sloučeniny, vytvořené při jejich výrobě, obsahují menší podíly železa.It is believed that the present invention is also advantageous in connection with the chemical composition of the ferrous-manganese intermetallic compound being formed. Notwithstanding the theory, it is believed that ferrous manganese intermetallic compounds formed at higher temperatures contain a greater proportion of iron than those formed at lower temperatures, and that corrosion problems are less severe with magnesium aluminum alloys in which ferrous manganese intermetallic compounds formed in their manufacture contain smaller proportions of iron.
Hlinitomanganatá předslitina používaná ve způsobu podle prvního aspektu předloženého vynálezu musí být schopna uvolňovat mangan pro reakci se železem, jestliže se přidává k hořčíku nebo hořečnaté slitině při teplotě v rozmezí 650 až 750 °C. Jakákoliv hlinitomanganatá předslitina, která vyhovuje tomuto požadavku, spadá do rozsahu předloženého vynálezu, ale výhodné jsou rozmanité vlastnosti této předslitiny.The aluminum-manganese master alloy used in the method of the first aspect of the present invention must be capable of releasing manganese for reaction with iron when added to a magnesium or magnesium alloy at a temperature in the range of 650 to 750 ° C. Any aluminum-manganese master alloy that meets this requirement is within the scope of the present invention, but the diverse properties of the master alloy are preferred.
Hlinitomanganatá předslitina může zahrnovat jiné legovací složky, například zinek. S výhodou předslitina obsahuje menší množství manganu, například méně než 10 % hmotn. manganu. To je v rozporu s manganatohliníkovou briketou, na kterou je odkazováno v USA patentu č. 5 248 477, která obsahuje 75 procent hmotn. manganu.The aluminum-manganese master alloy may include other alloying components, for example zinc. Preferably, the master alloy contains less manganese, for example less than 10 wt. of manganese. This is in contrast to the manganese-aluminum briquette referred to in U.S. Patent No. 5,248,477, which contains 75 percent by weight. of manganese.
S výhodou je většina manganu v hlinitomanganaté předslitně přítomna ve formě hlinitomanganaté intermetalické sloučeniny (například AI6Mn) s menším množstvím manganu přítomným jako elementární mangan. Hlinitomanganatá intermetalická sloučenina je s výhodou přítomna ve formě jemných jehliček nebo tenkých destiček. Doplňkem hliníku v předslitině je s výhodou α-AI. Jak bylo shora uvedeno, podle způsobu podle prvního aspektu předloženého vynálezu se pevná předslitina přidává k roztavenému hořčíku nebo slitině hořčíku za teploty v rozmezí od 650 doPreferably, most of the manganese in the alumina-masterbond is present as an alumina-manganese intermetallic compound (e.g. Al 6 Mn) with less manganese present as elemental manganese. The aluminum-manganese intermetallic compound is preferably present in the form of fine needles or thin plates. Preferably, the aluminum supplement in the master alloy is α-Al. As mentioned above, according to the method of the first aspect of the present invention, the solid master alloy is added to the molten magnesium or magnesium alloy at a temperature ranging from 650 to
710 °C, která je chladnější než při způsobech z oblasti techniky. Bez omezení teorií se předpokládá, že výhodná pevná předslitina obsahující AI6Mn umožňuje používat nižší teploty hořčíku, protože:710 ° C, which is cooler than in the art. Without being limited by theory, it is believed that the preferred solid master alloy containing Al 6 Mn allows lower magnesium temperatures to be used because:
1) AI6Mn je mnohem rozpustnější v hořčíku než elementární mangan,1) Al 6 Mn is much more soluble in magnesium than elemental manganese,
2) AI6Mn je obklopena α-AI, když se tvoří, což vede k tomu, že povrch AI6Mn částic není potažen vrstvou oxidu, která by inhibovala rozpouštění v hořčíku, a(2) Al 6 Mn is surrounded by α-Al when formed, resulting in the surface of Al 6 Mn particles not being coated with an oxide layer that would inhibit dissolution in magnesium; and
3) AI6Mn taje kolem 705 °C při srovnání s elementárním manganem, který taje při 1246 °C.3) Al 6 Mn melts around 705 ° C compared to elemental manganese melting at 1246 ° C.
Hlinitomanganatá předslitina má s výhodou obsah niklu menší než 30 ppm a obsah mědi menší než 50 ppm. S výhodu se předslitina vyrábí ochlazením roztavené předslitiny jako prekursoru, například kalícím odléváním.Preferably, the alumina master alloy has a nickel content of less than 30 ppm and a copper content of less than 50 ppm. Preferably, the master alloy is produced by cooling the molten master alloy as a precursor, for example by quenching casting.
Hlinitomanganatá předslitina může existovat v granulované formě. Granule hlinitomanganaté předslitiny se mohou vyrábět použitím vodou chlazeného dopravníku analogickým způsobem jako je způsob, který se používá při výrobě hiníkových granulí. Použití granulované hlinitomanganaté předslitiny umožňuje, aby se předslitina přidávala do legovací nádoby z horní násypky gravitací. Násypka se s výhodou namontuje na plnící buňky nebo podobně a má otvor umožňující, aby se předem stanovená hmotnost hlinitomanganaté předslitiny podávala do legovací nádoby. Toto uspořádání s výhodou umožňuje odstranit požadavek otevíraní a zavíraní víčka legovací nádoby, aby se provedla přidávání, což znamená snížení požadvků na obsluhu. S výhodou se násypka zahřeje tak, aby se z granulované hlinitomanganaté předslitiny odstranila veškerá vlhkost, čímž se vyhneme jakémukoliv požadavku na předehřátí legovací pece.The aluminum-manganese master alloy may exist in granular form. The aluminum-manganese master alloy granules can be produced using a water-cooled conveyor in an analogous manner to that used in the production of aluminum granules. The use of granulated alumina master alloy allows the master alloy to be added to the alloying vessel from the upper hopper by gravity. The hopper is preferably mounted on the feeder cells or the like and has an opening allowing a predetermined weight of the alumina master alloy to be fed into the alloying vessel. Advantageously, this arrangement makes it possible to eliminate the requirement of opening and closing the lid of the alloying vessel to effect the addition, which means a reduction in the operator's requirements. Preferably, the hopper is heated to remove all moisture from the granulated alumina master alloy, thereby avoiding any requirement to preheat the alloying furnace.
Předslitina může existovat ve formě licích ingotů, v tomto případě se předslitina s výhodou přidává do legovací nádoby horním dopravníkem. Dopravník je s výhodou uspořádán tak, aby zahříval posílanou směs z předslitiny a ingoty jsou s • · výhodou ze souvislé hmoty, při čemž hmotnost předslitiny podávané do legovací nádoby je regulovatelná podáním předem stanoveného počtu ingotů.The master alloy may exist in the form of cast ingots, in which case the master alloy is preferably added to the alloying vessel via an upper conveyor. The conveyor is preferably arranged to heat the feed mixture from the master alloy and the ingots are preferably of a continuous mass, wherein the weight of the master alloy fed to the alloying vessel is controllable by the administration of a predetermined number of ingots.
Ve třetím aspektu předložený vynález poskytuje hlinitomanganatou předslitinu obsahující méně než 10 % hmotn. manganu, při čemž většina manganu je ve formě hlinitomanganaté intermetalické sloučeniny a menšina manganu je ve formě elementárního manganu. Předslitina je vhodná pro použití jako předslitina ve způsobu podle prvního aspektu podle předloženého vynálezu.In a third aspect, the present invention provides an aluminum-manganese master alloy containing less than 10 wt. the majority of the manganese being in the form of an aluminum-manganese intermetallic compound and a minority of the manganese being in the form of elemental manganese. The master alloy is suitable for use as master alloy in the method of the first aspect of the present invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Následující příklady jsou ilustrací provedení podle předloženého vynálezu a neměly být zkonstruovány jako jakýmkoliv způsobem omezující rozsah předloženého vynálezu.The following examples are illustrative of embodiments of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention in any way.
Příklad 1Example 1
Výroba pevné hlinitomanganaté předslitinyProduction of solid aluminum-manganese master alloy
Pevná předslitina se vyrábí ve dvou stupních.The solid master alloy is produced in two stages.
V prvním stupni se vyrobí prekursor předslitiny přidáním zdroje manganu k roztavenému hliníku při 800 °C. Vyrobí se hlinitomanganatá slitina, která obsahuje 5,5 % hmotn. manganu. Byly použity tři zdroje manganu, konkrétně a) manganohliníková směs, která obsahuje 60 % hmotn. manganu, b) manganohliníkové hliníkové tablety, které obsahují 75 % hmotn. manganu, a c) manganový hrubý injekční prášek. Ve všech případech byl prekursor předslitiny vyroben během 10 minut přidáním zdroje manganu za přiměřeného míchání.In a first step, a master alloy precursor is prepared by adding a source of manganese to molten aluminum at 800 ° C. An aluminum-manganese alloy is prepared which contains 5.5 wt. of manganese. Three sources of manganese were used, namely a) a manganese-aluminum mixture containing 60 wt. b) Manganese-aluminum aluminum tablets containing 75 wt. and c) manganese coarse injection powder. In all cases, the master alloy precursor was produced within 10 minutes by adding a manganese source with adequate mixing.
V druhém stupni se prekursory předslitiny z prvního stupně znovu roztaví a míchají se jednu hodinu při 800 °C. Potom se různými rychlostmi ochladí tak, aby se • ·In the second stage, the master alloy precursors from the first stage are re-melted and stirred for one hour at 800 ° C. It is then cooled at different speeds so that
dosáhla teplota 500 °C během 40 až 400 vteřin. Ve všech případech byla výsledná hlinitomanganatá předslitina z velké části směsí jehlicovité AI6Mn intermetalické fáze a α-AI, i když velikost AI6Mn intermetalické fáze byla větší při pomalejších rychlostech ochlazování.has reached a temperature of 500 ° C within 40 to 400 seconds. In all cases, the resulting aluminosilicate master alloy was largely a mixture of acicular AI 6 Mn intermetallic phase and α-AI, although the size of the AI 6 Mn intermetallic phase was larger at slower cooling rates.
Příklad 2Example 2
Výroba hořečnatohliníkové slitinyProduction of magnesium-aluminum alloy
Hořečnatohliníkové slitiny (AM60) se vyrábějí přidáním pevných hlinitomanganatých předslitin z příkladu 1 k roztavenému primárnímu hořčíku při 680 až 700 °C. Pouze 5 až 10 minut je potřeba pro dosažení ASTM minimální hladiny manganu 0,26 % hmotn. ve slitině AM60 jak při 680 tak při 700 °C. Po dvou hodinách usazování a snížení teploty taveniny na 660 °C se množství železa sníží z přibližně 300 ppm na méně než 40 ppm a výtěžek manganu je větší než 80 % hmotn.Magnesium-aluminum alloys (AM60) are produced by adding solid aluminum-manganese master alloys of Example 1 to molten primary magnesium at 680 to 700 ° C. Only 5 to 10 minutes is required to achieve a ASTM minimum manganese level of 0.26 wt%. in AM60 alloy at both 680 and 700 ° C. After two hours of settling and lowering the melt temperature to 660 ° C, the amount of iron is reduced from about 300 ppm to less than 40 ppm and the manganese yield is greater than 80% by weight.
Následující příklady nejsou podle předloženého vynálezu, jsou zde uvedeny pouze pro srovnávací účely.The following examples are not according to the present invention, they are provided for comparative purposes only.
Srovnávací příklad 1Comparative Example 1
Výroba hořečnatohliníkové slitinyProduction of magnesium-aluminum alloy
Byl zopakován příklad 2, ale používá se manganohliníková směs obsahující 60 % hmotn. manganu místo pevných hlinitomanganatých předslitin z příkladu 1. Mangan z manganohliníkové směsi se nemohl snadno uvolňovat do primárního hořčíku při teplotách pod 710 °C. Dokonce i při 730 °C během 20 minutovém míchání bylo dosaženo hladiny pouze 0,20 % hmotn. manganu při isolaci manganu méně než 50 % hmotn.Example 2 was repeated, but a manganese-aluminum mixture containing 60 wt. of manganese instead of the solid aluminum-manganese master alloys of Example 1. Manganese-aluminum manganese mixtures could not readily be released into primary magnesium at temperatures below 710 ° C. Even at 730 ° C during 20 min stirring, only 0.20 wt. % manganese in manganese isolation of less than 50 wt.
• ·• ·
Srovnávací příklad 2Comparative Example 2
Výroba hořečnatohliníkové slitinyProduction of magnesium-aluminum alloy
Byl zopakován příklad 2 s tím, že se používají Mn-AI hliníkové tablety obsahující 75 % hmotn. manganu místo pevných hlinitomanganových předslitin z příkladuExample 2 was repeated except that Mn-Al aluminum tablets containing 75 wt. of manganese instead of the solid alumina-manganese master alloy of the example
1. Mangan z Mn/AI hliníkových tablet nemohl být snadno uvolňován do primárního hořčíku pň teplotách pod 710 °C. Bylo potřeba 20 minut míchání při 730 °C, aby se dosáhla ASTM minimální hladina manganu při isolaci méně než 80 % hmotn. manganu.1. Manganese from Mn / Al aluminum tablets could not readily be released into primary magnesium at temperatures below 710 ° C. Stirring for 20 minutes at 730 ° C was required to achieve the ASTM minimum manganese level on isolation of less than 80 wt%. of manganese.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPP2469A AUPP246998A0 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Magnesium alloying |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20003374A3 true CZ20003374A3 (en) | 2001-11-14 |
Family
ID=3806731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20003374A CZ20003374A3 (en) | 1998-03-20 | 1999-03-22 | Process for preparing magnesium-aluminium alloy, the magnesium-aluminium alloy per se and aluminium-manganese master alloy |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1073774A4 (en) |
| AU (1) | AUPP246998A0 (en) |
| CA (1) | CA2324961A1 (en) |
| CZ (1) | CZ20003374A3 (en) |
| IL (1) | IL138526A0 (en) |
| IS (1) | IS5630A (en) |
| MX (1) | MXPA00009225A (en) |
| NO (1) | NO20004676L (en) |
| WO (1) | WO1999049089A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218438C2 (en) * | 2001-12-26 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Alloy based on magnesium and method of its production |
| RU2215056C2 (en) * | 2001-12-26 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Magnesium-based alloy and a method for preparation thereof |
| CN116240411B (en) * | 2022-12-22 | 2025-04-11 | 安徽鑫铂铝业股份有限公司 | A method for developing high-precision corrosion-resistant medical aluminum alloy profiles |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR771023A (en) * | 1933-06-20 | 1934-09-28 | Manufacturing process of magnesium alloys and resulting alloys | |
| DE700517C (en) * | 1937-04-16 | 1940-12-21 | Georg Von Giesche S Erben | Payable magnesium alloy |
| GB533266A (en) * | 1939-04-27 | 1941-02-10 | Fritz Christen | Improvements in and relating to magnesium alloys |
| GB628289A (en) * | 1946-05-02 | 1949-08-25 | Bendix Aviat Corp | Improvements in or relating to the heat treatment of magnesium alloy castings |
| US4179287A (en) * | 1978-12-19 | 1979-12-18 | Union Carbide Corporation | Method for adding manganese to a molten magnesium bath |
| US5248477A (en) * | 1991-09-12 | 1993-09-28 | The Dow Chemical Company | Methods for producing high purity magnesium alloys |
| JPH0849025A (en) * | 1994-08-05 | 1996-02-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Al-Mn master alloy additive for producing aluminum-containing magnesium-based alloy |
-
1998
- 1998-03-20 AU AUPP2469A patent/AUPP246998A0/en not_active Abandoned
-
1999
- 1999-03-22 MX MXPA00009225A patent/MXPA00009225A/en unknown
- 1999-03-22 CZ CZ20003374A patent/CZ20003374A3/en unknown
- 1999-03-22 EP EP99910034A patent/EP1073774A4/en not_active Withdrawn
- 1999-03-22 WO PCT/AU1999/000189 patent/WO1999049089A1/en not_active Ceased
- 1999-03-22 CA CA002324961A patent/CA2324961A1/en not_active Abandoned
- 1999-03-22 IL IL13852699A patent/IL138526A0/en unknown
-
2000
- 2000-09-19 IS IS5630A patent/IS5630A/en unknown
- 2000-09-19 NO NO20004676A patent/NO20004676L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20004676L (en) | 2000-11-09 |
| IS5630A (en) | 2000-09-19 |
| EP1073774A1 (en) | 2001-02-07 |
| IL138526A0 (en) | 2001-10-31 |
| WO1999049089A1 (en) | 1999-09-30 |
| NO20004676D0 (en) | 2000-09-19 |
| MXPA00009225A (en) | 2002-06-04 |
| CA2324961A1 (en) | 1999-09-30 |
| AUPP246998A0 (en) | 1998-04-09 |
| EP1073774A4 (en) | 2002-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Murty et al. | Grain refinement of aluminium and its alloys by heterogeneous nucleation and alloying | |
| CN102206781B (en) | Magnesium-based alloy for high temperature and manufacturing method thereof | |
| Polmear | Light alloys: from traditional alloys to nanocrystals | |
| US3785807A (en) | Method for producing a master alloy for use in aluminum casting processes | |
| EP2481822B1 (en) | Magnesium-aluminum based alloy with grain refiner | |
| CN102330006B (en) | Wrought magnesium alloy and preparation method thereof | |
| CN102333896A (en) | Process for producing improved grain refining aluminium-titanium-boron master alloys for aluminum foundry alloys | |
| CN114438374B (en) | Al-V-Ti-B grain refiner and preparation and application method thereof | |
| CN112281014A (en) | Preparation method of rare earth alloyed magnesium-lithium alloy or aluminum-lithium alloy | |
| Li et al. | Synergistic refining mechanism of Mg-3% Al alloy refining by carbon inoculation combining with Ca addition | |
| CZ20003374A3 (en) | Process for preparing magnesium-aluminium alloy, the magnesium-aluminium alloy per se and aluminium-manganese master alloy | |
| CN112239818A (en) | Al-containing alloymREnMethod for producing phase Mg-Al based magnesium alloy or aluminum alloy | |
| JPS61261202A (en) | Manufacture of metal sulfide | |
| Ramachandran et al. | Grain refinement of light alloys | |
| CN113234948A (en) | Quaternary alloy grain refiner and preparation and application methods thereof | |
| CN117802365B (en) | Aluminum-erbium alloy powder for additive manufacturing and preparation method thereof | |
| WO2003033750A1 (en) | Grain refining agent for cast aluminum products | |
| JPH0849025A (en) | Al-Mn master alloy additive for producing aluminum-containing magnesium-based alloy | |
| CN101886196B (en) | Grain refiner for magnesium alloy and preparation method thereof | |
| CN115216668B (en) | Eliminating MgZn in ZAM zinc-aluminum-magnesium galvanized alloy 2 And Mg (magnesium) 2 Zn 11 Method for producing primary phases | |
| CN104903480A (en) | Zinc alloy and preparation method therefor | |
| AU2915899A (en) | Magnesium alloying | |
| CN113201659B (en) | A kind of Zr composite salt for magnesium alloy melt refinement treatment and preparation and use method thereof | |
| CN114657399A (en) | A kind of preparation method of high thermal conductivity and high electrical conductivity Mg-Zn-Cu magnesium alloy | |
| EP2374905B1 (en) | Manufacturing method of magnesium based alloy for high temperature |