Способ получения лигатуры магний-цирконий-редкоземельные металлы

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для легирования сталей и сплавов. Способ включает ввод фторцирконата калия в расплав хлоридов калия и натрия при температуре расплава 680-700°С, ввод хлорида редкоземельных металлов для проведение полной обменной реакции между фторцирконатом калия и хлоридом редкоземельного металла. После чего подают порцию магния, сливают соли через 15-30 минут, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержание циркония 1,5-35%, редкоземельных металлов 3,5-35%, магния остальное. Изобретение позволяет повысить степень извлечения циркония из фторцирконата калия.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам получения магниево-циркониевых лигатур и сплавов.

Известен способ получения алюминиево-циркониевой лигатуры восстановлением циркония из его галогенидов в смеси с хлоридами натрия и калия, согласно которому алюминий вводят в расплавленную смесь, содержащую 35-50% четыреххлористого циркония и 65-50% хлоридов натрия и калия [1].

Этот способ имеет существенный недостаток, поскольку расплав солей перед введением алюминия нагревают до 700-750°С, что приводит к потере четыреххлористого циркония, содержание циркония в лигатуре не превышает 5%, кроме того, такую лигатуру, содержащую алюминий, нельзя использовать при получении магниевых сплавов, легированных цирконием.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является состав лигатуры, содержащей редкоземельные металлы, цирконий и магний по а.с. SU 1002393. Недостатком лигатуры по а.с. SU 1002393 является наличие кремния, алюминия, железа, это нежелательные компоненты при приготовлении магниевых сплавов, содержащих цирконий, так как не позволяют ввести цирконий в магниевые сплавы.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение степени извлечения циркония и перевод хлорида редкоземельных металлов во фторид за счет обменной реакции:

K₂ZrF₆+2РЗМС1₃=K₂ZrCl₆+2PЗMF₃

Хлорцирконат калия и фторид редкоземельных металлов прекрасно и полно совместно восстанавливаются магнием.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения лигатуры, содержащей магний, цирконий, редкоземельные металлы, ввод фторцирконата калия в расплав хлоридов калия и натрия осуществляют при температуре расплава 680-700°С. Затем вводят хлорид редкоземельных металлов для проведения полной обменной реакции между фторцирконатом калия и хлоридом редкоземельного металла, подают порцию магния, сливают соли через 15-30 минут, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержание циркония 1,5-35%; редкоземельных металлов 3,5-35%, магния остальное.

Плавка 1.

В расплав хлоридов калия и натрия при температуре 680°С вводят 2 кг фторцирконата калия, перемешивают 20 минут, вводят 6 кг хлоридов редкоземельных металлов при температуре 700°С. Перемешивают 20 минут, заливают жидкий магний на реакцию в количестве 1,2 кг, при этом температура поднимается до 720°С. Перемешивают 25 минут, через 20 минут соли сливают и в полученную лигатуру добавляют 17 кг жидкого магния. Полученная лигатура имела следующий состав, %:

Zr 15,6

ΣРЗМ 24,7

Mg Остальное

Плавка 2.

В расплав хлоридов калия и натрия при температуре 700°С вводят 4 кг фторцирконата калия, перемешивают 20 минут, вводят 12 кг хлоридов редкоземельных металлов при температуре 700°С. Перемешивают 20 минут, заливают жидкий магний на реакцию в количестве 2,5 кг, при этом температура поднимается до 730°С. Перемешивают 20 минут, через 30 минут соли сливают и в полученную лигатуру добавляют 34 кг жидкого магния. Полученная лигатура имела следующий состав, %:

Zr 15,l

ΣРЗМ 25,3

Mg Остальное

Источник информации

1. A.C. СССР № 254090, кл. С 22/02, 1968.

Формула изобретения

Способ получения лигатуры, содержащей магний, цирконий, редкоземельные металлы, отличающийся тем, что осуществляют ввод фторцирконата калия в расплав хлоридов калия и натрия при температуре расплава 680-700°С, затем вводят хлорид редкоземельных металлов для проведения полной обменной реакции между фторцирконатом калия и хлоридом редкоземельного металла, подают порцию магния, сливают соли через 15-30 мин, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержание циркония 1,5-35%, редкоземельных металлов 3,5-35%, магния остальное.