镁冶炼及镁合金熔炼工艺

上篇镁冶炼工艺

第1章 概论

1.1国内外镁工业

1.1.1镁的发展阶段

1.1.2世界镁工业

1.1.3我国镁工业

1.2镁矿资源

1.3镁及镁合金的应用

1.3.1镁的应用

1.3.2镁合金的应用

第2章 硅热还原法

2.1硅热法炼镁的工艺流程

2.1.1概述

2.1.2硅热还原法的特点

2.1.3硅热法炼镁的工艺流程

2.2煅烧白云石

2.2.1白云石的分解

2.2.2煅烧白云石控制的条件

2.2.3煅烧回转窑及其操作

2.2.4其他煅烧设备

2.2.5煅烧白云石的产物

2.3还原炉料的准备

2.3.1还原剂的选择

2.3.2添加剂的选择

2.3.3煅白、萤石及硅铁的配料

2.3.4煅白、萤石及硅铁的磨粉工艺和设备

2.3.5炉料的制团工艺及设备

2.4镁的真空热还原

2.4.1真空热还原过程的特点

2.4.2真空热还原的基本原理

2.4.3影响还原过程的因素

2.5还原罐

2.5.1还原罐的结构和工作环境

2.5.2还原罐的材质

2.5.3影响罐体使用寿命的因素

2.6燃气或燃煤还原炉

2.6.1煤气加热的还原炉

2.6.2用煤加热的外热式还原炉

2.6.3燃气或燃煤还原炉的生产实践

2.6.4热还原辅助设备

2.7蓄热式还原炉

2.7.1蓄热燃烧系统的原理

2.7.2传统燃烧与蓄热式燃烧

2.7.3蓄热式还原炉换向方式

2.8半连续和连续生产真空还原炉

2.8.1熔渣导电半连续生产真空还原炉

2.8.2连续还原炉

2.9镁蒸气的冷凝与结晶

2.10硅热法还原的产物

2.11硅热法炼镁中的安全环保问题

2.12硅热法炼镁新工艺

第3章 电解法炼镁

3.1电解法炼镁的工艺流程

3.1.1概述

3.1.2各种炼镁工艺流程

3.2氯化镁的制备方法

3.2.1道屋法

3.2.2阿玛克斯法

3.2.3氧化镁氯化法

3.2.4诺斯克法

3.3水氯镁石（MgCl2·6H2O）制备氯化镁

3.3.1氯化镁水合物脱水的基本原理

3.3.2氯化镁水合物脱水与水解的相图

3.3.3水氯镁石的一次脱水

3.3.4水氯镁石的二次脱水

3.4菱镁矿（氧化镁）氯化制备氯化镁

3.4.1氧化镁氯化的基本原理

3.4.2氧化镁的制备及氯化设备

3.4.3影响氧化镁氯化的因素

3.4.4氧化镁的氯化工艺

3.5电解质

3.5.1电解质的组成

3.5.2电解质的性质

3.5.3电解质组成对电解过程的影响

3.5.4电解质中杂质对电解过程的影响

3.6镁的电解

3.6.1镁电解的电流效率及影响因素

3.6.2镁电解中的电能消耗

3.6.3镁电解用的电解槽

3.6.4镁电解工艺

第4章 粗镁精炼与镁锭的表面处理

4.1粗镁精炼的工艺流程

4.1.1粗镁精炼概述

4.1.2粗镁精炼的工艺流程

4.2粗镁

4.2.1粗镁的化学组成及质量等级

4.2.2粗镁中杂质的来源及分布情况

4.2.3粗镁除杂方法

4.3粗镁的熔剂精炼法

4.3.1对熔剂的要求及熔剂组成

4.3.2熔剂精炼的操作

4.3.3熔剂精炼的设备

4.4其他精炼方法

4.4.1添加剂深度精炼

4.4.2升华精炼

4.4.3感应精炼炉精炼

4.5浇注镁锭

4.5.1影响镁锭浇注的因素

4.5.2连续铸锭机

4.5.3人工浇注

4.5.4镁锭

4.6镁锭的表面处理

4.6.1镁锭腐蚀的原因

4.6.2镁锭表面的处理方法

下篇镁合金熔炼工艺

第5章 镁合金的牌号、分类及性能

5.1镁合金的牌号

5.1.1美国牌号

5.1.2中国牌号

5.1.3前苏联牌号

5.1.4其他牌号及部分镁合金相近牌号对照

5.2镁合金的分类

5.2.1化学成分

5.2.2成形工艺

5.2.3是否含锆

5.3镁合金的性能

5.3.1铸造镁合金的性能及特点

5.3.2变形镁合金的性能及特点

第6章 镁合金熔炼的基本原理

6.1镁的合金化

6.1.1镁的合金化特点

6.1.2镁的合金化强化原理

6.1.3镁合金中合金元素对组织和性能的影响

6.2镁合金系及相图

6.2.1MgAl二元系相图

6.2.2MgZn二元系相图

6.2.3MgMn二元系相图

6.2.4MgLi二元系相图

6.2.5MgRE系合金

6.2.6其他合金相图

6.3镁合金的一些物理化学特性

6.3.1镁与氧的作用

6.3.2镁与氢的相互作用

6.3.3镁与氮的相互作用

6.3.4镁与硫及SO2的相互作用

6.3.5氯气与镁及其合金组元的作用

6.3.6镁与B2O3的作用

6.3.7镁与水的作用

第7章 镁合金生产前的准备工作

7.1各种工具及材料的准备

7.1.1生产镁合金用工具的准备

7.1.2坩埚的准备

7.1.3涂料的准备

7.1.4炉料及熔炼用辅助材料的准备

7.2配料

7.2.1用粗镁或镁锭生产镁合金的配料操作注意事项

7.2.2生产镁合金各金属加入量的计算

7.2.3熔剂的选用及用量

7.2.4用坩埚炉熔炼MgAl系合金的操作与步骤

7.2.5各种铸造镁合金的推荐配料成分

7.3中间合金的制备

7.3.1中间合金的成分

7.3.2各种中间合金的制备方法

第8章 镁合金生产用设备及安全技术与操作

8.1镁合金的熔炼设备

8.1.1反射炉

8.1.2坩埚炉

8.1.3工频感应炉

8.1.4双室熔炼炉和三室熔炼炉

8.2镁合金的浇注设备

8.2.1气体保护半连续浇注机

8.2.2浇注镁合金锭用结晶槽和漏斗

8.2.3其他常用浇注工具

8.3电气控制系统

8.4镁合金生产的安全技术与操作

8.4.1镁合金发生燃烧和爆炸的化学反应机理

8.4.2镁合金生产的安全技术

8.4.3镁合金生产的安全操作条例

第9章 镁合金生产工艺

9.1镁合金生产工艺概要

9.1.1镁合金生产工艺的特点

9.1.2镁合金的生产技术

9.2镁合金的生产工艺流程

9.2.1熔剂保护镁合金的生产工艺流程

9.2.2气体保护镁合金的生产工艺流程

9.3反射炉熔炼镁合金工艺

9.4坩埚炉熔炼镁合金工艺

9.5熔剂法熔炼ZM5合金的工艺

9.6无熔剂法熔炼ZM5合金的工艺

9.7AZ91镁合金熔炼的工艺

9.8镁合金生产中需控制的重要环节

9.9两种特殊元素的加入方法

9.10废料复熔工艺

第10章 镁合金生产过程防氧化及燃烧的方法

10.1概述

10.2熔剂保护法

10.2.1熔剂的作用

10.2.2对熔剂的要求

10.2.3配制熔剂用盐类的性质

10.2.4常用熔剂的成分和性能

10.2.5熔剂的配制工艺

10.2.6传统熔剂的不足之处

10.2.7新型无公害熔剂

10.3气体保护法

10.3.1气体保护机理

10.3.2保护气体

10.3.3气体保护与熔剂保护的比较

10.4合金化阻燃保护法

第11章 镁合金熔体的净化与变质处理

11.1镁合金熔体的净化处理

11.1.1除气

11.1.2除夹杂物

11.2镁合金的变质原理及常用的变质剂

11.2.1镁合金的变质原理

11.2.2常用的变质剂

11.3MgAl系合金的变质处理

11.3.1过热变质法

11.3.2加碳变质法

11.4MgZn、MgRE系合金的变质处理

11.4.1加锆细化晶粒

11.4.2锆的加入方法

11.5其他合金系的变质处理

11.6电磁搅动镁合金液穴熔体细化晶粒

11.7其他镁合金晶粒细化的工艺

11.7.1半固态成形细化晶粒工艺

11.7.2铸锭变形处理工艺

11.7.3铸造粉末冶金成形工艺

第12章 镁合金的浇注

12.1镁合金浇注的特点及方法

12.1.1镁合金浇注的主要特点

12.1.2镁合金浇注时应采取的措施

12.1.3半连续浇注镁合金锭前的准备

12.2镁合金的浇注工艺制度

12.3镁合金的浇注方法

12.3.1用浇包舀取合金熔体的浇注

12.3.2有挡板坩埚的浇注

12.4浇注过程中镁合金熔体的保护

第13章 镁合金的质量控制和常见缺陷及防止方法

13.1质量控制内容和检测方法

13.1.1影响镁合金质量的因素

13.1.2镁合金化学成分及夹杂物的检测方法

13.2镁合金中常见的缺陷及防止方法

13.2.1镁合金的裂纹倾向性

13.2.2镁合金锭及铸件的偏析

13.2.3镁合金锭及铸件的冷隔

13.2.4镁合金锭及铸件的夹杂

13.2.5镁合金铸件的缩松和缩孔

13.2.6镁合金锭中带状气孔

13.2.7镁合金锭中金属间化合物

第14章 镁合金废料的回收与再利用

14.1镁合金再生概述

14.2镁合金废料的分类

14.2.1压铸废料和机加工废料

14.2.2报废的镁合金零部件

14.3镁合金废料的回收工艺

14.4镁合金废料的回收方式

14.4.1厂内回收

14.4.2厂外回收

14.4.3废旧汽车上镁合金零部件的回收

14.5镁合金废料的前期处理

14.6镁合金废料的熔炼方法

14.6.1镁切屑的重炼工艺

14.6.2镁切屑真空蒸馏法

14.6.3熔解法

14.6.4无熔剂法

14.7镁合金废料在熔炼中的质量控制

14.7.1降低镁合金中铁的含量

14.7.2降低镁合金中非金属杂质的含量

14.7.3预防外来杂质

14.8再生镁合金的质量要求及检测

14.8.1再生镁合金的质量要求及检测项目

14.8.2再生镁合金的检测方法

14.9再生镁合金的未来

参考文献

《镁冶炼及镁合金熔炼工艺（第2版）》结合镁及镁合金生产企业的实际情况和近年来的技术进展，较详细地阐述了从镁冶炼到镁合金熔炼程中各个环节的工艺技术、设备等。

全书分上下两篇，上篇系统地介绍了硅热法和电解法炼镁的生产工艺、基本原理、设备及实际操作、粗镁的精炼等；下篇详尽地介绍了镁合金熔炼的基本原理，镁合金生产用设备及安全技术与操作，镁合金的生产工艺流程，镁合金生产过程防氧化及燃烧的方法，镁合金熔体的净化与变质处理，镁合金的浇注方法及工艺，镁合金的质量控制和常见缺陷及防止方法，镁合金废料的回收与再利用等。

《镁冶炼及镁合金熔炼工艺（第2版）》可为从事镁及镁合金研发、生产的人员提供指导，更适合于作为工厂技术人员的培训用书。