【航空工业行业标准(HB)】 镁合金铸造

中华人民共和国第三机械工业部指导性技术文件
镁合金铸造
HB/Z5123—79
、铸造镁合金熔炼与浇注，
二、镁合金铸造铸型制备
三、镁合金铸件的清理·
四、浸润
五、气密性试验
（1）
（9）
（21）
.（22）
.....·.(26)
中华人民共和国第三机械工业部指导性技术文件
镁合金铸造
HB/Z5123..-79
本技术文件适用于HB964-70中的ZM-1、ZM-2、ZM~3、ZM-5含金的铸造。按本技术文件生产的铸件，其合金性能应符合HB964-70的规定；铸件质量应符合HIB965-70的规定。
，铸造镁合金熔炼与注
（一）材料准备
原材料
1，配制铸造镁合金用的主要材料应符合表1的要求。表1
材料名称
金属锰
金属铍
混合稀土金属
氟锆酸钾
镁锆中间合金
铍氟酸钠
技术标准
YB86-60
GB1196-75
GB470-64
YB68-70
YB1515-77
沪Q/HG22-697-67
（上海试剂兰厂企标）
牌号与规格
Mg-3以上
A1-2以上
2n-3以上
JMn-1以上
（电解片状）
Be≥92%
XtCe45-1
K2ZrF.≥98%
含2r≥25%
注：生产镁锆中间合金的原材料，应符合本文件规定。算三机械工业部发布
三○一研究所提出
配制工作合金和中间合金
配制工作合金和中间合金
配制工作合金
配制含锰中间合金
配制含铍中间合金
配制ZM-2、Z.M-3合金
配制镁锆中间合金
配制ZM-1，ZM-2、ZM-3工作合金减少ZM-1.ZM-2.7.M-3合金的氧化1979年12月1日
五一四等厂
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2．配制铸造镁合金用辅斯材料，应符合表2要求。材料名称
轻质碳酸钙(或白恶粉）
轻质碳酸镁
菱镁矿
六氯乙烷
氯化镇
氟化钙
（萤石）
氯化钙
氯化钠
轻质氧化镁
氯化锌
氟化钡
技术标准
HG1-517-74
HG1-516-77
GB652-65
YB326-70
HGB3208-60
QB344-77
HG1-324-77
GB646-77
HG3-947-76
沪Q/HG22-819-68
（上海试剂三厂企标）
牌号与规格
二级以上
Mg0≥45%
CO2 = 45 ~50%
Si0;≤1.5%
Fe≤0.006%
炭分≤0.04%
水分≤0.05%
醇中不溶物≤0.15%
充许用：
BaCl2 ≥: 94%
水分≤5%
允许用K.CI≥95%
2M-5合金细化剂
ZM-5合金细化剂
ZM-5合金细化剂
ZM-5合金细化剂和
铝基中间合金除气
配熔剂
配熔剂
配熔剂和熔炼镁锆中间合金
熔炼铝基中间合金除气
配熔剂
3合金中的锰、锆以中间合金的状态加入，铍以中间合金或镀氟酸钠形式加入，铝、锌和富稀士可直接加入。
4：所有金属材料均应干净，无油污、漆层和锈蚀等脏物。5，含错镁合金用的金属炉料，不得混入铝和含铝镁合金。如有混料可用下列方法鉴别：
（1）打磨掉炉料表面的氧化皮，然后滴上稀盐酸，如呈黑色即为含锆镁合金；呈白色即为含铝的镁合金。
（2）打磨掉炉料表面的氧化皮，先加一滴稀盐酸，后加二滴浓度为3%的双氧水，呈黄色泡沫为含锆镁合金，是灰黑色沉淀为含铝镁合金。编
6．准备
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I中间合金的配制
（1）熔炼铝基含铍中间合金熔剂可按表3选择。号
氨化钡
氟化钡
（%）
氨化钾
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使用前应经熔化混合，
然启球磨成粉状
（2）
熔炼铝基中间合金用除气剂，采用氯化锌或六氯乙烷。氟化锌在使用前须经熔化除去水分，浇成薄片，使用前用铝箔包好。六氯乙烷用前压成块状。（3）熔炼用设备及工具
a：熔炼炉一般采用高频炉、中颜炉、煤气（天然气）炉或油炉。b．可采用石墨埚或钢板焊接埚。新石墨埚在使用前应经焙烧处理（即加热到150～250℃，保温2～3小时，再加热到400～500℃，保温5小时，然后缓慢冷却）。
，其他熔炼工具如搅拌勺、浇包、锭模等使用前应予热到150℃以上（石墨工具应予热至200～300℃）。锭模应喷涂TL-4或TL-8涂料。熔炼铝基中间合金的钢制工具应喷涂TL-5或TL~6涂料。
（4）中间合金的配料成分推荐表4。表4
中间合金名称
铝一锰
铝一镁一锰
铝一铍
铝镁一铍
注：①锰片应被碎成5～10平方毫米的小片。②铍应破碎成5平方毫米以下的小片。7．中间合金熔炼工艺
（1）铝基含锰中间合金熔炼
分(%）
a：予热埚至暗红色，炉料予热至150℃以上。b．加入铝锭，加热熔化。
c，升温至900950℃，分批加入锰片，每批锰加入后搅拌至全部熔化，当锰全部加完后，仔细搅拌5分钟。
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d．合金液温度为900℃时加入镁锭，并撤以RJ-2熔剂，镁锭加完后仔细搅拌合金液。
注：工序“d”仅适用于熔炼铝一镁一锰三元中间合金。e：当合金液温度为800℃左右，用钟形罩将除气剂（氯化锌用量为炉料重量的0.2～0.4%，六氯乙烷用量为炉料重量的0.30.5%）压入合金液进行除气处理。f，除渣，浇注（浇注温度一般为780～800℃）。对三元的中间合金浇注时应用F-1防护料保护。
（2）铝基含铍中间合金熔炼
a，予热埚至暗红色炉料予热至150℃以上。b．加入铝锭，加热熔化。
c，升温至950～1050℃，除渣，加入熔剂。．用石墨钟形罩将铍块分批压入合金液，当铍全部加完后用石墨棒仔细搅拌3～5分钟，然后撒一层熔剂。
e．降温至800～850℃加入镁锭，并撒上熔剂，当镁锭全部熔化后，用石墨棒仔细搅拌3～5分钟。
注：工序“e”适用于铝一镁一铍三元中间合金。f，用钟形氧将占炉料重量0.20.4%的除气剂压入合金液进行除气处理。g．除渣，浇注（浇注温度为750～780℃）。对三元的中间合金浇注时应用F1防护料保护。
（3）镁错中间合金熔炼
a，予热埚至暗红色，氟锆酸钾予热至150℃以上；镁锭予热至400℃以上。b：将氯化钾加入内升温熔化，在800～820℃保持到剧烈沸腾停止。C，将氟锆酸钾分批加入，每加一批应搅拌均匀，全部加完待熔化并剧烈沸腾停止后，搅拌均勾。升温至870一～900℃刮净表面。清除垢璃壁上的氧化皮，并掏净底部的沈淀物。
d，加镁锭当内合成盐温度为870～900℃时，将镁锭缓慢压入熔池中，待镁锭全部熔化后，埚温度不低于850℃时停止加热，进行猛烈搅拌8～10分钟（搅拌时应捞底，尽量减少堆底部沉淀物），静置3～5分钟，清除氯化钾和熔渣，帛出埚，静置冷却。最后用热水浸泡或蒸汽煮去表面熔渣，取出合金坨，清除于净。e，重熔将合金坨装入埚（可以几炉的合金坨合在一起重熔）加热，同时将撇除氟化钾时带出的浮镁加入埚内，合金全部熔化后升温至700～730℃，清除液面的熔渣，并用RJ-5或RJ-6熔剂进行精炼2～4分钟，再次清除液面熔渣，撤上F1防护料，浇锭。
8中间合金的检验和保存
（1）铝基中间合金的块度一般为50×50×10毫米左右。（2）铝基中间合金每炉从浇注开始、中间和最后各取一块试样，分析化学成分，将其平均值作为配制工作合金炉料时的计算依据。同时应抽查每炉中间合金的断口，无夹渣和未熔金属。
（3）镁锆中间合金应每炉取样分析，锆含量应≥25%。杂质分析的项目和含量由各单位自定。
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（4）中
中间合金的存放铝基中间合金存放在干燥的地方即可，镁锆中间合金应存放在煤油中或经氧化处理后放置干燥地方。熔剂的配制
9。各种熔剂的化学成分见表5。表5
光卤石
杂质不大于（%）
氧化镁氯化钢墨花
氮化钠
氨花镁氨化钾
氯化钡
氟化钙氯化钠
不溶物氧化镁
~5236~
405.5~8.5
34~4025~36
32~3832~
15～20
24~302026:28~31.13~15
19，熔剂的配料成分按表6规定。编
光卤石
飄化钾
洗涤熔炼瓷注工真或
配制其他熔剂。
洗涤熔炼浇注工具或
配制其他熔剂。
熔炼ZM-5合金用作免费标准bzxz.net
精炼和复盖。
有挡塔璃熔炼ZM-5
合金复盖
ZM-1合金精炼和复盖
ZM-1.ZM-2.ZM-3
精炼和复盖
ZM-3精炼和复盖
氟花钙
：氯化：氯化钠；氧花镁
注：①配料成分分成上下两格者，上格为使用光卤石的配比，下格为使用RJ一1熔剂的配比。2
②氯化钢的水分超过5%时，应在120～150℃下烘干。光卤石和RJ一1熔剂的水分超过3%时，在磨碎前必须重熔（重熔温度为600～650℃），并在此温度下保持至沸腾停止。11，熔剂的配制工艺
（1）机械混合法用于RJ-3熔剂和用RJ-1配制的RJ-2熔剂。按表·6称料，装入球磨机磨混成粉状，经孔边为1～2毫米筛了过筛，（2）熔解混合法用于RJ-1、RJ-4、RJ-5、RJ-6和用光卤石配制的RJ-2熔剂。按表6称料，加入（氟化钙不加入）升温至750～800℃，保持至沸腾停止，搅拌均匀，浇共27页第6页
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注成50～60毫米厚的板片，冷却后破碎成40～50毫米的小块，连同氟化钙装入球磨机磨混成粉状，经孔边为1～2毫米的筛子过筛。注：RJ1熔剂可不经球磨机磨碎。12．熔剂的验收与保管
（1）每批熔剂应取样作化学分析，分析项目由各单位自行确定，分析结果应符合表5有关项目规定。
（2）配好的熔剂应标明牌号，装入有盖容器中放在干燥地方保存，使用前应在120～150℃烘干1小时以上。
（二）合金的熔炼
合金的配料成分
13．合金的化学成分应符合HB964-70的规定（见表7）。表７
7.5~9.0j0.15~0.5
14。合金的配料成分推荐表8。
合金牌号
总错量
浴解锆
注：①合金配料中允许加人不大于0.002%的铍。0.5~1.0
②配料时镁锆中间合金加入量，一般可按下式计算：
镁造中间合金加人量=
余量0.01
余量：0.25
炉料总熏×1%-回炉料重×回炉料中锆含量镁错中间合金中错含量
于 (%)
15．炉料的组成炉料分新金属（包括中间合金）和回炉料两类。回炉料按质量分三级。一级回炉料：废铸件、平净的浇置口、清洁的剩余合金液或锭块。二级回炉料：小块头、脏的浇冒口。三级回炉料：集湾包、溅出物、镁屑重熔锭等。一级回炉料可直接用于配料，二、三级回炉料必须经重熔分析后才能使用。HB /Z 6128--76
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当熔炼含错镁合金时，二、三级回炉料的加入量不得超过炉料总望的30%，其中三级回炉料不得超过10%，当熔炼ZM一5合金时，二，三级回炉料的加入量不得超过炉料总重的40%，其中三级回炉料不得超过20%。江设备与工具
16。熔炼设备可采用电阻炉、煤气（天然气）炉、油炉，除上述设备外，也可用工频炉。熔炉的电气设备、管路系统、控制阀门、测温仪表等应完整可靠。17熔炼用分无挡埚和有挡两种，可用铸钢或用钢板焊接制造。新在使用前，应按工厂技术部门提出的质量标准进行验收。18。为了提高塔埚的使用寿命，建议采用下列方法进行处理：（1）喷铝渗铝将埚外表面进行吹砂，用特制喷铝设备在埚外表面喷涂铝层厚0.30.5毫米，然后在铝层表面涂以水玻璃，并撒一层细石英砂，放入炉内加热至1000℃左右，保温4050分钟，随炉冷却即可。（2）液体渗铝将埚外表面吹砂，除去锈蚀和油污，予热至150～250℃，平稳压入温度为840～860℃的铝铁合金液（含铁6～8%）中，保温45～60分钟，提出冷却，然后在渗铝层表面涂一层厚0.5～1毫米涂料石墨粉50%、石英砂30%，耐火粘土20%，用水玻璃调成糊状），自然手燥24小时，放在炉内加温至1000土20℃保温5小时，随炉冷却室600℃以下即可。
19，埚在每次使用前必须经过洗涤清理于净，认真进行检查，不允许有渗漏和严重变形，壁厚不得小于图纸规定的50%。20.钟形罩、搅拌勺、浇包使用前必须在温度为750～800℃的光卤石熔剂埚内洗涤干净。光谱模、断口模、锭模使用前应予热，并喷涂TL-4或TL-8涂料。Ⅱ熔炼工艺
21.ZM-1、ZM-2、ZM-3合金的熔炼（1）将埚予热至暗红色；炉料予热到150℃以上。在埚底部撒以适量复盖熔剂。（2）郝入镁锭和回炉料，升温熔化。（3）当合金液温度为720740℃时加入锌（必要附可同时入铍氟酸钠），继续升温。（4）当合金液温度为780～810℃时，分批缓加入镁锆中间合金和稀土。全部熔化后捞底搅拌2～5分钟，使合金成分均匀。（5）在合金液不低于760℃时浇注断口试样。连：若断口不合格《断口会格与否由各单位自行翔宦），可豹情补加1～2%镁锆中间合金，熏新检查断口。银允许补加镁错中间合金的次数，ZM-1合金为二次，ZM-2、ZM-3合金为一次。经补加后断口仍不合格，该炉含金说锭
（6）精炼将断口合格的合金液温度调至750～760℃（ZM-2合金为760～780℃），用搅拌勺（或搅拌机）沉入合金液的为深处，搅拌4～10分钟（搅拌时不要捞底），搅拌时不断在液流波峰上撒以精炼用熔剂。精炼熔剂的用量约占炉料总重的1.5～2.5%。（？）清除浇咀、挡板（指有挡埚）和埚壁及合金液面的熔渣，再撒以复盖熔剂。（8）将合金液升温至780～820℃，静置15分钟，必要时可再次检查断口，直至静置总时间为30~35分钟，即可出炉浇注。注：若断口不合格，充许从工序（5）开始重复进行。共27页第8页
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（.9）.2M-1合金用RJ-4熔剂，ZM-2、ZM-3合金用RJ-5熔剂（ZM-3合金也可用RJ-6熔剂）进行复盖和精炼。在整个熔炼过程中，熔剂的消耗量约为炉料总重的2～3%（不包括精炼时用的熔剂）。
22，ZM-5合金的熔炼
（1）将埚予热至暗红色，炉料予热至150℃以上。在埚底部加入适量RJ-1熔剂。（2）加入回炉料、镁锭、铝锭，升温熔化。（3）当合金液温度为700~720℃时，加入中间合金和锌，熔化后搅拌均匀，浇注光谱试样进行炉前分析。当成分不合格时，可加料调整，重新取样分析，直至合格。（4）细化处理将合金液升温至细化处理温度，除去表面熔渣，将细化剂分批装于钟形罩内缓慢地压入合金液深度的～%，平稳地水平移动，直至细化剂分解完毕（时间应不少于5分钟）。各种细化剂的处理工艺参数见表9。表9
细化剂名称
碳酸镁或菱镁矿
六氟乙烷
占炉料总量（%）
注：①菱镁矿在使用前应破碎成10癌米左右的小块。②碳酸镁或差镁矿最小用量应不少于0.5公厅。处理时合金温度
710~740
740~760
（5）精炼当合金液温度为710740℃时，用搅拌勺（或搅拌机）沉入合金液的3深处，搅拌58分钟，并不断地在合金液流的波峰上搬以RJ-2熔剂。熔剂用量约为炉料总量的1.5～2.0\。精炼后清除浇咀和挡板（指有挡埚）、璧和合金液表面的熔渣，然后撒上RJ-2熔剂。
（6）将合金液升温至760～780℃保温静置1020分钟，检查断口（断口合格与否由各单位自行判定），合格后将合金液调整到浇注温度，出炉浇注。如果断口不合格，允许重复细化和精炼处理工序二次，仍不合格，该炉合金浇锭。（7）整个熔炼过程中，熔剂的消耗量约为炉料总量的3～5%（不包括精炼时的溶剂用量）。
23．熔炼好的合金在静置结束后，应在一小时内浇注完，否则应重新检查断口，合格后方可继续浇注。断口不合格时，可进行如下处理：（1）对ZM-1合金，允许捞底搅拌3～5分钟，并不断地用RJ-4熔剂撇在液面上，然后静置15分钟，检查断口，合格后继续注（必要时应取化学试样和机械性能试样），如断口不合格，允许按上述方法重复一次，仍不合格，合金液浇锭。（2）对ZM-2，ZM-3合金，允许重复21条第（5）工序一次。断口仍不合格时，合金液浇锭。
（3）对7M-5合金，允许按2条第（4）、（5）工序重复二次，如断口仍不合格时，合金液浇锭。
24，合金从熔炼开始到浇注究毕的总时间应尽量控制在8小时之内。HB/Z5123--79
（三）浇注
丁用有挡增蜗浇注
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25，在浇注过程中，同时浇注化学分析试样和单铸机械性能试棒。单铸机械性能试棒的适宜浇注温度：ZM-1、ZM-2、ZM-3合金为730～750℃；ZM-5合金为720~～730℃。26，吊出放在吊包架内，平稳地吊运至浇注场地。27．清除浇咀、挡板上的熔渣和氧化皮。埚吊出炉膛后，合金液如有燃烧应用F一1防护料扑灭，禁止用熔剂。
28．浇注前先将浇咀内原有合金液倒出，然后浇注铸型。浇注时，浇咀尽可能接近浇口杯，并保持液流平稳，不可中断，浇口杯内保持充满以上的合金液。在浇注过程中，液流表面和浇口杯内应不断地搬以F一1防护料。注：①同一有挡培璃可连续浇注几个铸型。但当上一铸型完至下一铸型浇注时，埚的吊运应保持原来的倾斜状态，并保持平稳，以免合金液“浑浊”②浇注后内合金液的剩余量应不小于容量的15～20%（系指ZM-1、ZM-2、ZM-3合金）或10~15%（系指ZM-5合金）。
③埚底部的熔渣倒在指定地点，待埚冷却后送去清洗。Ⅱ用浇包浇注
29将浇包在光岗石熔剂堵蜗内洗涤成亮红色，取出后滴净熔剂。30．用浇包底推开合金液表面熔剂层，平稳地以宽口取合金液，注意勿使熔剂进入浇包。然后从浇咀倒出约0.5公斤的合金液四璃，端浇包至铸型旁。让，①瓷注过程中，浇包和液面如有燃烧，应撒F1防护料扑灭。②为减少合金液在浇注过程中产生“深浊”，在条件许可下，应尽量避免在同一培埚内连续多次留取合金液。31．按规定的温度进行浇注。浇注前先倒出约0.5公斤合金液于予热过的备用铁盒或锭模内，然后浇注铸型。浇注时，浇咀尽可能接近浇口杯，并保持液流平稳，不可中断，浇口杯内保持充满为以上的合金液，浇注过程中，液流表面和浇口杯内应不断地撒以F一1防护料。注：尧注后浇包应剩余总容量10%的含金液浇锭。无挡埚内合金液剩余盈按第28条注②规定。（四）技术安全
32。工作场地应保持干燥、整洁、通风良好、道路畅通，熔化工部地板应铺铁地板。熔炉底部应备有增渗漏时的安全装置。33，厂房内应备有足够数量的干燥熔剂和砂子，以备灭火。当镁合金燃烧时，严禁用水或泡沫灭火剂灭火。
34。在每次使用前必须严格检查。炉料、锭模必须予热。熔炼、浇注工具应在光卤石熔剂埚中洗涤后方可使用。
35．炉料不得超过埚实际容量的90%。36．当发现炉内冒黄色浓烟时，说明埚有故障，应立即切断热源，吊出，并采取有效措施扑灭及报告有关领导，必要时人员应撤离现场。二、镁合金铸造铸型制备
（一）铸型材料的准备
1铸型材料的技术要求
1：铸型材料的技术要求见表10。