一种含镁含钇合金的制备方法与流程

本发明属于合金，具体涉及一种含镁含钇合金的制备方法。

背景技术：

1、储氢材料是上世纪60年代末发现的一类具有高存储氢密度的功能材料。目前广泛使用的材料是lani5型合金，该合金主要用作镍氢电池（mh/ni）的负极材料。其理论电化学容量为373mah·g-1，实际应用的商品负极材料mm(nicomna1)5（其中mm为混合稀土金属）的最大容量约为350mah·g-1。为了开发电化学性能更好或量更大的合金，稀土-镁-镍系合金和稀土-钇镍系合金的研究成为热点。稀土-镁-镍系和稀土-钇镍系合金的理论电化学容量高，尤其是稀土-镁-镍系ab3型、a2b7型、a5b19型合金。

2、金属镁的熔点和沸点分别为648.8℃和1107℃，在常规的合金熔炼方法中，镁在一定压力和温度下基本挥发完全，熔体中只能有微量mg存在，无法获得所需成分的合金，同时挥发的镁凝结在熔炼炉炉腔内，形成微细镁粉，在开炉接触空气后易燃易爆，存在安全隐患。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含镁含钇合金的制备方法。本发明提供的方法可减少镁的挥发，保证合金配方准确，提高产品质量且安全系数高。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种含镁含钇合金的制备方法，包括以下步骤：

4、按照含镁含钇合金中各金属元素的比例称取原料，其中mg元素对应的原料为镁合金；

5、将除镁合金以外的其他原料进行真空感应熔炼，得到第一熔体；

6、通入惰性气体至压强为0.01~0.05mpa，将所述镁合金和第一熔体混合，进行正压感应熔炼，得到第二熔体；

7、对所述第二熔体进行浇铸，得到铸锭；

8、将所述铸锭进行旋转退火，得到所述含镁含钇合金。

9、优选地，所述旋转退火的温度为700~1200℃，时间为6~15h。

10、优选地，所述旋转退火的气氛压强为0.01~0.05mpa。

11、优选地，所述旋转退火在惰性气体中进行。

12、优选地，所述含镁含钇合金中包括la。

13、优选地，所述含镁含钇合金中还包括ni、al、co、nb和mn中至少两种。

14、优选地，将所述除镁合金以外的其他原料进行真空感应熔炼包括：

15、将所述除镁合金以外的其他原料置于真空感应炉中，对真空感应炉抽真空，进行预热脱气，然后通入惰性气体至真空度为-0.06~-0.01mpa，调整电源的功率为10~20kw使物料全部熔化。

16、优选地，所述正压感应熔炼时电源的功率为10~20kw。

17、优选地，将所述镁合金和第一熔体混合前，先降低电源的功率至3~5kw，并继续通入惰性气体提高压强为正压感应熔炼的压强，待所述第一熔体表面起皮后，再将所述镁合金和第一熔体进行混合。

18、优选地，所述电源为中频电源。

19、本发明提供了一种含镁含钇合金的制备方法，包括以下步骤：按照含镁含钇合金中各金属元素的比例称取原料，其中mg元素对应的原料为镁合金；将除镁合金以外的其他原料进行真空感应熔炼，得到第一熔体；通入惰性气体至压强为0.01~0.05mpa，将所述镁合金和第一熔体混合，进行正压感应熔炼，得到第二熔体；对所述第二熔体进行浇铸，得到铸锭；将所述铸锭进行旋转退火，得到所述含镁含钇合金。本发明先将除镁合金以外的原料熔炼，最后再对镁合金进行熔炼，能够减小镁合金的熔炼时间，进而减少镁的挥发；采用镁合金代替纯金属镁作为原料，在熔炼过程中采用正压气氛，可提高镁合金的熔沸点，进而减少镁的挥发，保证合金配方的准确；在退火过程中采用旋转退火，以便合金内部达到温度均衡，获得更加均匀的内部结构，并提高退火效率，减少镁的挥发。

20、通过测试结果可知，利用本发明提供的方法制得的含镁含钇合金，最终测得的mg的含量，与初始设置的mg含量相差0.01%，有效减少了镁的挥发，保证合金配方准确，提高产品质量。同时测试本发明制得的含镁含钇合金有良好的电化学性能和能力，1c最大放电容量为359~371mah·g-1，吸氢量为1.30~1.38wt%，吸氢压在0.090~0.1mpa，放氢压在0.045~0.055mpa。

技术特征：

1.一种含镁含钇合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述旋转退火的温度为700~1200℃，时间为6~15h。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述旋转退火的气氛压强为0.01~0.05mpa。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述旋转退火在惰性气体中进行。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含镁含钇合金中包括la。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述含镁含钇合金中还包括ni、al、co、nb和mn中至少两种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述除镁合金以外的其他原料进行真空感应熔炼包括：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正压感应熔炼时电源的功率为10~20kw。

9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，将所述镁合金和第一熔体混合前，先降低电源的功率至3~5kw，并继续通入惰性气体提高压强为正压感应熔炼的压强，待所述第一熔体表面起皮后，再将所述镁合金和第一熔体进行混合。

10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述电源为中频电源。

技术总结本发明提供了一种含镁含钇合金的制备方法，涉及合金技术领域。本发明提供了含镁含钇合金的制备方法，包括：按照含镁含钇合金中各金属元素的比例称取原料，其中Mg元素对应的原料为镁合金；将除镁合金以外的其他金属物料进行真空感应熔炼，得到第一熔体；通入惰性气体至压强为0.01~0.05MPa，将所述镁合金和第一熔体混合，进行正压感应熔炼，得到第二熔体；对所述第二熔体进行浇铸，得到铸锭；将所述铸锭进行旋转退火，得到所述含镁含钇合金。本发明采用二次加料，以镁合金作原料，熔炼过程中采用正压气氛，退火时使用旋转退火炉，减小镁合金的熔炼时间，进而减少镁的挥发。技术研发人员：赖华生,任权兵,王玉香,郑波,谢懋良,李荣华,普建,冯兰,刘雯雯,皮雄,周新华,钟申受保护的技术使用者：赣州有色冶金研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2