上篇 镁冶炼工艺 2
第1章 概论 2
1.1国内外镁工业 2
1.1.1镁的发展阶段 2
1.1.2世界镁工业 3
1.1.3我国镁工业 4
1.2镁矿资源 5
1.3镁及镁合金的应用 7
1.3.1镁的应用 7
1.3.2镁合金的应用 8
第2章 硅热还原法 11
2.1硅热法炼镁的工艺流程 11
2.1.1概述 11
2.1.2硅热还原法的特点 12
2.1.3硅热法炼镁的工艺流程 12
2.2煅烧白云石 13
2.2.1白云石的分解 13
2.2.2煅烧白云石控制的条件 14
2.2.3煅烧回转窑及其操作 17
2.2.4其他煅烧设备 21
2.2.5煅烧白云石的产物 22
2.3还原炉料的准备 23
2.3.1还原剂的选择 23
2.3.2添加剂的选择 24
2.3.3煅白、萤石及硅铁的配料 25
2.3.4煅白、萤石及硅铁的磨粉工艺和设备 27
2.3.5炉料的制团工艺及设备 29
2.4镁的真空热还原 30
2.4.1真空热还原过程的特点 30
2.4.2真空热还原的基本原理 31
2.4.3影响还原过程的因素 34
2.5还原罐 36
2.5.1还原罐的结构和工作环境 36
2.5.2还原罐的材质 37
2.5.3影响罐体使用寿命的因素 37
2.6燃气或燃煤还原炉 38
2.6.1煤气加热的还原炉 38
2.6.2用煤加热的外热式还原炉 38
2.6.3燃气或燃煤还原炉的生产实践 39
2.6.4热还原辅助设备 41
2.7蓄热式还原炉 43
2.7.1蓄热燃烧系统的原理 43
2.7.2传统燃烧与蓄热式燃烧 43
2.7.3蓄热式还原炉换向方式 44
2.8半连续和连续生产真空还原炉 45
2.8.1熔渣导电半连续生产真空还原炉 45
2.8.2连续还原炉 46
2.9镁蒸气的冷凝与结晶 47
2.10硅热法还原的产物 49
2.11硅热法炼镁中的安全环保问题 49
2.12硅热法炼镁新工艺 50
第3章 电解法炼镁 52
3.1电解法炼镁的工艺流程 52
3.1.1概述 52
3.1.2各种炼镁工艺流程 53
3.2氯化镁的制备方法 56
3.2.1道屋法 56
3.2.2阿玛克斯法 57
3.2.3氧化镁氯化法 57
3.2.4诺斯克法 57
3.3水氯镁石（MgC12.6H2O）制备氯化镁 58
3.3.1氯化镁水合物脱水的基本原理 58
3.3.2氯化镁水合物脱水与水解的相图 60
3.3.3水氯镁石的一次脱水 61
3.3.4水氯镁石的二次脱水 62
3.4菱镁矿（氧化镁）氯化制备氯化镁 63
3.4.1氧化镁氯化的基本原理 63
3.4.2氧化镁的制备及氯化设备 66
3.4.3影响氧化镁氯化的因素 68
3.4.4氧化镁的氯化工艺 72
3.5电解质 75
3.5.1电解质的组成 75
3.5.2电解质的性质 75
3.5.3电解质组成对电解过程的影响 79
3.5.4电解质中杂质对电解过程的影响 79
3.6镁的电解 81
3.6.1镁电解的电流效率及影响因素 81
3.6.2镁电解中的电能消耗 83
3.6.3镁电解用的电解槽 84
3.6.4镁电解工艺 88
第4章 粗镁精炼与镁锭的表面处理 92
4.1粗镁精炼的工艺流程 92
4.1.1粗镁精炼概述 92
4.1.2粗镁精炼的工艺流程 93
4.2粗镁 93
4.2.1粗镁的化学组成及质量等级 93
4.2.2粗镁中杂质的来源及分布情况 93
4.2.3粗镁除杂方法 95
4.3粗镁的熔剂精炼法 97
4.3.1对熔剂的要求及熔剂组成 97
4.3.2熔剂精炼的操作 98
4.3.3熔剂精炼的设备 98
4.4其他精炼方法 100
4.4.1添加剂深度精炼 100
4.4.2升华精炼 100
4.4.3感应精炼炉精炼 101
4.5浇注镁锭 101
4.5.1影响镁锭浇注的因素 101
4.5.2连续铸锭机 102
4.5.3人工浇注 103
4.5.4镁锭 103
4.6镁锭的表面处理 104
4.6.1镁锭腐蚀的原因 104
4.6.2镁锭表面的处理方法 104
下篇 镁合金熔炼工艺 108
第5章 镁合金的牌号、分类及性能 108
5.1镁合金的牌号 108
5.1.1美国牌号 108
5.1.2中国牌号 109
5.1.3前苏联牌号 109
5.1.4其他牌号及部分镁合金相近牌号对照 109
5.2镁合金的分类 112
5.2.1化学成分 112
5.2.2成形工艺 113
5.2.3是否含锆 113
5.3镁合金的性能 114
5.3.1铸造镁合金的性能及特点 114
5.3.2变形镁合金的性能及特点 116
第6章 镁合金熔炼的基本原理 119
6.1镁的合金化 119
6.1.1镁的合金化特点 119
6.1.2镁的合金化强化原理 120
6.1.3镁合金中合金元素对组织和性能的影响 124
6.2镁合金系及相图 127
6.2.1 Mg-Al二元系相图 127
6.2.2 Mg-Zn二元系相图 128
6.2.3 Mg-Mn二元系相图 129
6.2.4 Mg-Li二元系相图 130
6.2.5 Mg-RE系合金 131
6.2.6其他合金相图 134
6.3镁合金的一些物理化学特性 135
6.3.1镁与氧的作用 136
6.3.2镁与氢的相互作用 137
6.3.3镁与氮的相互作用 139
6.3.4镁与硫及SO2的相互作用 139
6.3.5氯气与镁及其合金组元的作用 139
6.3.6镁与B2 O3的作用 140
6.3.7镁与水的作用 140
第7章 镁合金生产前的准备工作 141
7.1各种工具及材料的准备 141
7.1.1生产镁合金用工具的准备 141
7.1.2坩埚的准备 141
7.1.3涂料的准备 143
7.1.4炉料及熔炼用辅助材料的准备 144
7.2配料 145
7.2.1用粗镁或镁锭生产镁合金的配料操作注意事项 145
7.2.2生产镁合金各金属加入量的计算 146
7.2.3熔剂的选用及用量 149
7.2.4用坩埚炉熔炼Mg-Al系合金的操作与步骤 149
7.2.5各种铸造镁合金的推荐配料成分 150
7.3中间合金的制备 151
7.3.1中间合金的成分 151
7.3.2各种中间合金的制备方法 151
第8章 镁合金生产用设备及安全技术与操作 154
8.1镁合金的熔炼设备 154
8.1.1反射炉 154
8.1.2坩埚炉 155
8.1.3工频感应炉 157
8.1.4双室熔炼炉和三室熔炼炉 158
8.2镁合金的浇注设备 159
8.2.1气体保护半连续浇注机 159
8.2.2浇注镁合金锭用结晶槽和漏斗 160
8.2.3其他常用浇注工具 161
8.3电气控制系统 163
8.4镁合金生产的安全技术与操作 164
8.4.1镁合金发生燃烧和爆炸的化学反应机理 164
8.4.2镁合金生产的安全技术 164
8.4.3镁合金生产的安全操作条例 166
第9章 镁合金生产工艺 168
9.1镁合金生产工艺概要 168
9.1.1镁合金生产工艺的特点 168
9.1.2镁合金的生产技术 169
9.2镁合金的生产工艺流程 170
9.2.1熔剂保护镁合金的生产工艺流程 170
9.2.2气体保护镁合金的生产工艺流程 171
9.3反射炉熔炼镁合金工艺 172
9.4坩埚炉熔炼镁合金工艺 175
9.5熔剂法熔炼ZM-5合金的工艺 176
9.6无熔剂法熔炼ZM-5合金的工艺 177
9.7 AZ91镁合金熔炼的工艺 178
9.8镁合金生产中需控制的重要环节 179
9.9两种特殊元素的加入方法 180
9.10废料复熔工艺 181
第10章 镁合金生产过程防氧化及燃烧的方法 183
10.1概述 183
10.2熔剂保护法 184
10.2.1熔剂的作用 184
10.2.2对熔剂的要求 184
10.2.3配制熔剂用盐类的性质 185
10.2.4常用熔剂的成分和性能 187
10.2.5熔剂的配制工艺 189
10.2.6传统熔剂的不足之处 190
10.2.7新型无公害熔剂 191
10.3气体保护法 191
10.3.1气体保护机理 191
10.3.2保护气体 193
10.3.3气体保护与熔剂保护的比较 194
10.4合金化阻燃保护法 194
第11章 镁合金熔体的净化与变质处理 197
11.1镁合金熔体的净化处理 197
11.1.1除气 197
11.1.2除夹杂物 198
11.2镁合金的变质原理及常用的变质剂 200
11.2.1镁合金的变质原理 200
11.2.2常用的变质剂 201
11.3 Mg-Al系合金的变质处理 202
11.3.1过热变质法 202
11.3.2加碳变质法 202
11.4 Mg-Zn、 Mg-RE系合金的变质处理 205
11.4.1加锆细化晶粒 205
11.4.2锆的加入方法 206
11.5其他合金系的变质处理 207
11.6电磁搅动镁合金液穴熔体细化晶粒 208
11.7其他镁合金晶粒细化的工艺 210
11.7.1半固态成形细化晶粒工艺 210
11.7.2铸锭变形处理工艺 211
11.7.3铸造粉末冶金成形工艺 212
第12章 镁合金的浇注 213
12.1镁合金浇注的特点及方法 213
12.1.1 镁合金浇注的主要特点 213
12.1.2镁合金浇注时应采取的措施 213
12.1.3半连续浇注镁合金锭前的准备 214
12.2镁合金的浇注工艺制度 215
12.3镁合金的浇注方法 217
12.3.1用浇包舀取合金熔体的浇注 218
12.3.2有挡板坩埚的浇注 219
12.4浇注过程中镁合金熔体的保护 219
第13章 镁合金的质量控制和常见缺陷及防止方法 221
13.1质量控制内容和检测方法 221
13.1.1影响镁合金质量的因素 221
13.1.2镁合金化学成分及夹杂物的检测方法 222
13.2镁合金中常见的缺陷及防止方法 226
13.2.1镁合金的裂纹倾向性 226
13.2.2镁合金锭及铸件的偏析 229
13.2.3镁合金锭及铸件的冷隔 230
13.2.4镁合金锭及铸件的夹杂 231
13.2.5镁合金铸件的缩松和缩孔 232
13.2.6镁合金锭中带状气孔 233
13.2.7镁合金锭中金属间化合物 233
第14章 镁合金废料的回收与再利用 234
14.1镁合金再生概述 234
14.2镁合金废料的分类 234
14.2.1压铸废料和机加工废料 236
14.2.2报废的镁合金零部件 236
14.3镁合金废料的回收工艺 236
14.4镁合金废料的回收方式 237
14.4.1厂内回收 237
14.4.2厂外回收 237
14.4.3废旧汽车上镁合金零部件的回收 238
14.5镁合金废料的前期处理 239
14.6镁合金废料的熔炼方法 239
14.6.1镁切屑的重炼工艺 240
14.6.2镁切屑真空蒸馏法 240
14.6.3熔解法 241
14.6.4无熔剂法 243
14.7镁合金废料在熔炼中的质量控制 244
14.7.1降低镁合金中铁的含量 244
14.7.2降低镁合金中非金属杂质的含量 245
14.7.3预防外来杂质 246
14.8再生镁合金的质量要求及检测 247
14.8.1再生镁合金的质量要求及检测项目 247
14.8.2再生镁合金的检测方法 247
14.9再生镁合金的未来 248
参考文献 249