镁及镁合金治炼保护气体及保护方法研究

马登民

摘 要：镁是一种金属元素，通过进行冶炼而得到镁合金，在各个领域中得到了广泛的应用，对现代工业的发展建设，具有至关重要的影响。在进行镁及镁合金冶炼的过程中，必须采用必要的保护气体和保护方法，才能够有效保证镁及镁合金的质量。本文对镁及镁合金冶炼保护气体和保护方法进行深入的研究，并结合实际情况提出合理的建议，促进我国镁及镁合金冶炼水平的不断提升。

关键词：镁;镁合金;冶炼;保护气体

在对镁及镁合金进行冶炼的过程中，必须要采用达到工业线度要求的二氧化硫气作和二氧化碳气体，按照相关要求的体积和含量比例进行混合，并将混合后的气体在大气环境下，输送进行冶炼设备中的熔炼炉之中，从而对镁以及镁合金进行有效的保护，在其表面形成一层致密的保护膜，有效达到阻燃的作用。对镁及镁进行冶炼的过程中，使用这种保护方法，不仅能够得到良好的保护效果，提升镁及镁合金的冶炼质量，而且对环境的污染也较小，对保护生态环境也具有积极的意义，因此具有极高的实际应用价值。

1 镁及镁合金冶炼保护气体的特征

在镁及镁合金冶炼过程中，其保护气体主要是使用达到工业纯度的二氧化硫和二氧化碳。其中，二氧化硫的体积含量一般在1%-4%之间，而二氧化碳的体积含量则要达到96%-99%之间。按照实际要求，适当调整两种气体的体积含量。按照冶炼要求确定两种气体的体积含量比例后，将两种气体进行混合，就形成了在镁及镁合金冶炼过程中需要使用的保护气体，有效达到对镁及镁合金的保护作用。

2 镁及镁合金冶炼保护方法的特征

首先，将达到以工业纯度的二氧化硫和二氧化碳气体按照比例要求进行混合，从而得到保护气体。其次，准备好坩埚炉，然后将镁及镁合金放入其中并进行加热。再次，通过加热便镁及镁合金的温度达到450℃以上，然使用直径为坩埚半径0.4-0.6倍的圆形的通气装置，利用通气装置将干燥的保护气体输送到熔炼炉中。在一操作始终是在大气状态下进行的，熔炼炉无需密封。在输送保护气体的过程中，需要注意必须要将保护气体输送到距离镁及镁合金表面1-2cm处，保护气体输送位置与镁及镁合金表面之间的距离，不能超过2cm。此外，还要注意保护气体的输送必须要均匀，每分钟输送保护气体的流量需要与坩埚的表面积成一定比例，一般来说，两者的比值应为0.01-5L/m2。然后，随着对坩埚持续加热，坩埚内的镁及镁合金温度也随之不断升高，直至完全熔化。此时，输送进熔炼炉中的保护气体其平均流量与坩埚表面积之间的比值要进行适当的调整，一般调整为5-305L/m2。同时，保护气体输送位置与镁及镁合金熔体之间的距离也需要适当拉大，一般在2-5cm之间。从而使镁及镁合金熔体能够在保护气体的作用之下，形成一层致密的保护膜，达到良好的阻燃保护作用。

3 科研实验效果

对镁及镁合金保护气体和保护方法进行多次充分的科研实验后，能够有效确保保护气体比例的科学合理以及准确可靠性，而且能够保证保护气体的纯度，使其在镁及镁合金冶炼之中发挥积极的作用。

在镁及镁合金冶炼的保护方法方面，其工艺较为简单，容易操作，而且实用性非常好，对镁及镁合金也具有较好的保护质量，还攻克了气体保护温室效应难题，对保护生态环境也具有积极的意义。

4 镁及镁合金冶炼气体保护的重要意义

镁及镁合金在现代工业中发挥重着重要作用，但受到其本身特性的影响，在对镁及镁合金进行熔融的过程中，在大气环境下，镁合金很容易发生快速氧化，在表面形成一层氧化膜，但这层氧化膜的致密性严重不足，不能阻止镁合金熔体内部继续氧化，从而使镁合金持续发生燃烧。因此，防止镁及镁合金持续氧化并对其进行有效的阻燃，就成为镁及镁合金冶炼工作中的关键性工作。目前，对于镁及镁合金的阻燃方法主要有合金元素法、熔剂保护法和气体保护法。在实际应用过程中，合金元素法的局限性较高，不利于广泛应用;溶剂保护法在实际应用过程中，往往会使熔体中生成溶剂夹杂，导致熔体的质量降低，因此这种方法并不是镁及镁合金冶炼的最佳选择。气体保护法有效解决了合金元素法及溶剂保护法的缺点，在熔炼过程中还能够有效降低镁合金的损耗率，但早期的气体保护法工艺较为复杂，而且使用的保护气体也容易对大气环境造成污染，因此解决污染问题，成为广泛应用气体保护法的关键。

随着科学技术的不断发展，对气体保护法的工艺也进行了有效的改进。目前，气体保护法的工艺已较为简单实用，为广泛应用奠定了重要的前提条件。而且经过改进后，只需要使用二氧化硫、二氧化碳、氮氣以及少量的氧气，通过按比例混合就能够对镁及镁合金在冶炼过程中实施有效的保护。而且经过化学反应后，其产生的有害气体量很少，显著提高了生态环境保护功能。

5 结束语

目前所使用的气体保护法，不仅能够有效提升镁及镁合金的冶炼质量，同时对我国的生态环境建设，具有积极的作用。对我国建设可持续发展型社会及环境友好型社会，具有重要意义。

参考文献：

[1]太原理工大学.一种镁合金生物植入材料及其制备方法：CN201710555435.6[P].2017-12-05.

[2]太原理工大学.一种可吸收生物医用高强韧耐蚀镁合金材料及其制备方法：CN201710555451.5[P].2017-09-22.