Легирование редкоземельными металлами (РЗМ) и торием

24.01.2017

Редкоземельные металлы обычно присаживают в форме цериевого сплава, смеси цериевой группы редкоземельных металлов, содержащей около 50% Ce, 25% La, 18% Nd и 7% Pr. При плавлении сплавов редкоземельных элементов обычно происходит потеря около 10% редкоземельного металла, т.е. 0,2—0,3%, при общем содержании редких земель 2,5%. Это является следствием реакции с MgCl2 в применяемых флюсах и преимущественного окисления редкоземельной эвтектики во время плавления. В жидком сплаве преимущественное удаление редкоземельных металлов окислением отсутствует, но в твердом сплаве магниево-редкоземельная эвтектика может просачиваться из твердого металла и при недостаточной обработке флюсом начинает окисляться.
В литейном цехе эту потерю возмещают небольшой добавкой смеси редкоземельных металлов лигатуры магний — РЗМ. Ранее, когда для присадки циркония применяли лигатурную соль, обычно заменяли часть соли другой солью, называвшейся «Zirmel 2». Она содержала редкие земли и соединения циркония. Таким путем поддерживали содержание циркония на желательном уровне.
Торий обычно добавляют в виде лигатуры Mg—Th, содержащей около 40% тория, или в виде брикетов спрессованного порошка тория.
Применение ториевой лигатуры не связано с какими-либо проблемами. Брикеты присаживают, помещая их в теплый ковш, предварительно нагретый докрасна и охлажденный. Ковш с брикетами быстро погружают в металл и замешивают до растворения. Ковш извлекают из расплава только после полного перемешивания, иначе остатки тория в ковше загораются при контакте с воздухом.
Магниевоториевые сплавы склонны к потере тория окислением на всех стадиях процесса и поэтому требуется особое внимание при плавлении и литье этих сплавов. Желательны специальные флюсы.