[发明专利]一种制备锌锰中间合金的方法

说明书

本发明提供了一种高含锰量的锌锰中间合金的制备方法，通过对密闭的熔炼炉加压，使炉内的压强维持在高压状态，从而提高锌的沸点，最高可把锌液的沸点控制在1100℃左右。具体制作步骤为首先将按比例配置好的金属锌和锰加热至700℃，然后通过氮气对炉内加压至1‑10MPa，接着继续升温至800‑1000℃，保温一段时间，确保金属锰扩散进锌液中。最后炉内降温至700℃以下，降低炉内压强至大气压，轻微搅拌锌锰合金液，撇除表面的浮渣后即可浇注。采用此方法可以提高锌的沸点，从而提高锌锰合金的熔炼温度，减少制备过程中锌的挥发，可精确制备含锰量5.0‑20.0wt％的各类锌‑锰中间合金。

技术领域

本发明涉及合金的制备方法，具体涉及一种制备锌锰中间合金的方法。

背景技术

锌锰中间合金可以用作热浸镀锌，来调控锌液中的锰含量，也可用于配置其它含锌和锰元素的合金。由于金属锌和锰的熔沸点存在较大的差异，纯Zn的熔点和沸点分别为419.6℃和907℃，金属锰的熔点为1246℃。两种金属的熔点差别较大，并且锰的熔点高于锌的沸点。当制备含锰量较高的锌合金时，需要较高的熔炼温度，其熔炼温度可能接近或高于锌的沸点，易引起锌的挥发以及锰的氧化。因此在熔炼时必须采取一些特殊的措施。

现在制备锌锰中间合金的主要方法是在熔炼过程中，在锌液表面覆盖一层有氯化物组成的混合盐。锌液表面熔融的混合盐，可以隔绝空气防止锌的氧化和挥发，但熔盐的添加会影响熔炉的使用寿命。另外采用熔盐覆盖法制备时，熔炼的温度也不能超过锌的沸点，所制备的锌锰中间合金的锰含量较低，影响其使用范围。

根据不同压强下，金属的沸点不同；增加锌液的压强，可以提高锌的沸点。提出一种新的锌锰中间合金的制备方法，在制备过程中通过对锌液施加较高的压强，提高锌的沸点，减少锌的挥发，同时提高熔炼温度，增加锌锰中间合金中的锰含量，制备含锰量较高的锌锰中间合金。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提高锌锰中间合金制备过程中锌的沸点温度，减少锌液的挥发，制备含锰量较高的锌锰中间合金。

本发明主要采用以下技术方案解决上述问题：

一种制备锌锰中间合金的方法，包括以下步骤：

步骤1：将金属锌和锰从炉盖(1)装入中频炉(6)中，其中含锰5.0～20.0wt％，其余为锌；

步骤2：打开炉体的阀门(8)和氮气罐的减压阀(3)；调节氮气压强，使气压表(4)显示为0.2～0.3MPa；通过氮气对炉体进行吹扫，排除炉体中的空气；

步骤3：关闭炉盖(1)、浇口(9)及阀门(8)；当炉内的金属锌熔化后，继续升温到650～700℃，然后调节氮气罐的减压阀，使炉内的压强处于1～10MPa；

步骤4：中频炉继续加热，升温至900～1200℃，保温1小时，确保锰完全扩散进锌液中；

步骤5：中频炉降温至600～650℃，关闭氮气罐减压阀(3)，打开阀门(8)，缓慢排除炉腔内的氮气，使炉腔内的压强降至大气压；

步骤6：打开炉盖，对合金熔体进行搅拌，撇除表面的浮渣，最后打开浇道口(9)，对炉内的锌锰合金熔液进行浇注。

优选的，金属锌和锰的加入方式，锌以块体的形式加入，锰以50-200目的粉末状形式加入。其中锰以粉末状的形态加入，可加快锰在锌液中的扩散，缩短熔炼时间。

优选的，炉内气压的控制方式：升压的过程，采用梯度形式逐步升高到目标压强，如每增加0.5～1MPa，稳定1-2分钟后继续增加，直至增加至目标压强。

本发明的工作原理是：