夹杂物的形成及危害探究

1.夹杂物的危害

由于镁合金化学性质极其活泼，在原镁的生产过程中以及合金熔炼、合金化处理、金属传输及铸造等过程中极易产生氧化及熔剂夹杂的。夹杂物一般以薄膜状、粒子状或团簇状的形态残留在镁合金铸件的基体或晶界上，降低零件的力学性能、疲劳性能，或者让零件直接报废。

2.夹杂物的来源

（1）原镁冶炼 原镁的生产方式有电解法和硅热法（皮江法）两种。在电解法生产镁的过程中，电解质如MgCl₂、NaCl等氯盐容易混入镁液中。此外，电解槽中的含碳材料与镁液中的微量元素如Al、Ca等反应形成碳化物。

（2）镁氧化 由于镁极易被氧化，镁与空气中的氧反应生成MgO，这是镁合金夹杂物的主要部分；镁会与空气中的氮反应生成Mg₃N₂。当镁合金熔炼在SF₆气体保护下进行时，SF₆与镁液反应形成MgF₂、MgS等夹杂物。

（3）镁合金除铁及变质 镁合金中的铁是影响镁合金耐蚀性的有害杂质，应加以去除。除铁一般需要加Mn，Fe与Mn形成FeMn中间化合物，如果没有足够的静置时间，该化合物会残留在镁液中形成夹杂物。(www.xing528.com)

（4）铸造工艺 当镁液与模具中的涂料或润滑剂接触时，高温下也会发生化学反应形成夹杂物。

3.夹杂物的分类

（1）非金属化合物类夹杂物 包括镁的氧化物和氮化物（如MgO、Mg₃N₂），Na、Ca、K基氯化物（NaCl、CaCl₂、KCl等），Al、Ca的碳化物（Al₄C₃、CaC），镁的硫化物（MgS）、氟化物（MgF₂）及硫酸盐（MgSO₄）等。

（2）金属间化合物类夹杂物 主要是富铁相，如α-Fe粒子，锰—铁金属化合物，如MnAl₆、Fe₂（Si，B）、Fe₃（Al，Si）、（Fe，Mn）₃Si、（Fe，Mn）₅Si₃等。

镁合金的净化包括两方面的内容：一是去除镁熔体内的夹杂物，二是降低其含有的有害元素（Fe、Ni、Cu、Cl-）的水平。