无水氯化镁在铝镁合金中的应用-朝阳润东物产销售有限公司

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无水氯化镁在铝镁合金中的应用

2024-02-20

　　在铝镁合金的熔炼、加工及性能调控过程中，无水氯化镁（MgCl₂）凭借其独特的化学性质和物理特性，主要发挥辅助性技术作用，核心围绕优化熔体质量、减少缺陷及保障生产稳定性展开。以下是其具体作用及原理分析：
　　一、作为熔炼熔剂核心成分，高效去除氧化物夹杂
　　铝镁合金熔炼时，铝（Al）和镁（Mg）均为活泼金属，易与空气中的氧气反应生成Al₂O₃、MgO 等氧化物夹杂。这些夹杂若残留于合金熔体中，会严重降低合金的力学性能（如强度、塑性）和加工性能（如轧制、焊接时易开裂）。无水氯化镁作为熔剂的关键成分（常与 NaCl、KCl 等复配使用），通过以下机制除杂：
　　化学反应除杂：在高温（铝镁合金熔炼温度约 650-750℃）下，MgCl₂可与氧化物发生反应，生成的复盐熔点远低于合金熔体，会以液态渣的形式浮于熔体表面，便于打捞去除。
　　物理吸附裹挟：无水氯化镁熔剂熔融后形成低粘度液态层，可包裹细小的氧化物颗粒，使其聚合长大并上浮，实现与金属熔体的分离。
　　二、抑制镁的氧化燃烧，保护熔体
　　镁的化学活性极高，在高温熔炼时易与氧气剧烈反应生成 MgO，甚至发生燃烧，导致镁元素损耗、熔体成分偏离设计值，同时生成的 MgO 夹杂进一步恶化熔体质量。无水氯化镁的作用在于：
　　形成保护性覆盖层：熔融的 MgCl₂密度低于铝镁合金熔体（约 1.56 g/cm³ vs 合金约 2.6-2.8 g/cm³），会在熔体表面形成一层连续的液态覆盖膜，隔绝空气（氧气）与熔体的直接接触，从源头抑制镁的氧化和燃烧。
　　降低燃烧风险：相比含水氯化镁（如 MgCl₂・6H₂O），无水氯化镁避免了水分在高温下分解产生 H₂和 O₂（可能加剧燃烧或导致氢脆），进一步保障熔炼安全性。
　　三、改善熔体流动性，优化铸造性能
　　铝镁合金熔体的流动性直接影响铸造过程（如压铸、砂型铸造）的充型能力，流动性不足易导致浇不足、冷隔等缺陷。无水氯化镁可通过以下方式提升流动性：
　　降低熔体粘度：作为电解质，熔融的 MgCl₂可与合金熔体中的金属离子相互作用，削弱原子间的结合力，降低熔体粘度，使合金在浇注时更易充满型腔。
　　细化夹杂分布：通过高效除杂减少固态夹杂对熔体流动的阻碍，间接提升流动性。
　　四、辅助脱气，减少气孔缺陷
　　铝镁合金熔炼时，熔体易吸收氢气（主要来自炉料水分、环境湿度），氢气在冷凝过程中析出会形成气孔，导致铸件力学性能下降。无水氯化镁的脱气作用机制为：
　　高温下，无水氯化镁可与熔体中的氢或含氢化合物反应，生成 HCl 等气体，这些气体在逸出过程中会携带熔体中的氢气一同排出。
　　熔融的 MgCl₂覆盖层也可阻止外界水分（含氢来源）进入熔体，减少氢气的再次吸收。
　　五、调节熔剂性能，适配工艺需求
　　工业中铝镁合金熔炼常用复合熔剂（如 MgCl₂-NaCl-KCl 体系），无水氯化镁作为核心组分之一，可通过调整其比例：
　　降低熔剂熔点：纯 MgCl₂熔点约 714℃，与 NaCl（801℃）、KCl（770℃）复配后，可形成低共熔物（如 MgCl₂-KCl 共熔点约 480℃），使其在合金熔炼温度下更易熔融，增强活性。
　　优化熔剂密度与粘度：通过调控 MgCl₂含量，可使熔剂密度略低于合金熔体（便于上浮）、粘度适中（利于裹挟夹杂），提升除杂效率。
　　关键注意事项：无水的必要性
　　铝镁合金熔炼中必须使用无水氯化镁，而非含结晶水的氯化镁（如 MgCl₂・6H₂O）。原因在于：
　　结晶水在高温下会分解为 H₂O 和 HCl，H₂O 与熔体反应生成氢气（加剧气孔），同时 HCl 虽有脱气作用，但过量会腐蚀熔炉设备；
　　无水氯化镁可避免因水分引入导致的熔体 “氢脆” 风险，保障合金纯净度。
　　总结
　　无水氯化镁在铝镁合金中并非作为合金化元素（不参与成分调控），而是通过除杂、防氧化、提流动性、辅助脱气及优化熔剂性能等辅助作用，保障熔炼过程稳定，减少铸造缺陷，最终提升铝镁合金的力学性能和加工可靠性。其核心价值在于通过物理化学作用改善熔体质量，是铝镁合金工业化生产中不可或缺的工艺辅料。