Melting and casting of ingots made of an Mg - Li type alloys

Fundición y vaciado de lingotes de aleaciones de tipo Mg - Li

En este artículo se presenta la tecnología de fusión de aleaciones de tipo Mg - Li en un horno de inducción de vacío. Se investigó la influencia de la atmósfera del horno (vacío, argón) en el proceso metalúrgico. Se analizaron los efectos de la fusión gravitacional en moldes de arena verde y grafito. Además, se investigó la influencia de los parámetros de fundición (temperatura de fundición y velocidad de enfriamiento) en la macro y microestructura de las aleaciones seleccionadas.

INTRODUCCIÓN

Para la fusión de aleaciones de magnesio pueden utilizarse hornos abiertos y cerrados (de vacío). El uso de hornos abiertos requiere una protección especial del metal líquido contra la oxidación mediante el uso de gases protectores (por ejemplo, SO₂ y SF₆) o revestimientos. El uso de gases protectores que contienen azufre y flúor es costoso, peligroso para el medio ambiente natural y problemático con respecto a la seguridad y la salud en el trabajo [1-3]. En el caso de los revestimientos protectores, las desventajas son: la falta de aislamiento total del metal fundido de la atmósfera y la posibilidad de contaminación de la aleación fundida con materiales de revestimiento.

Por las razones mencionadas, se decidió examinar los efectos de la fusión por inducción en vacío de aleaciones del sistema Mg - Li.

MATERIALES Y MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN

En el estudio se utilizaron dos aleaciones de magnesio, denominadas Mg - 4Li y Mg - 7,5Li. La composición química de las aleaciones seleccionadas se presenta en la Tabla 1.

El proceso de fusión se llevó a cabo en el horno de fusión de inducción al vacío de cámara única Balzers VSG 02.

En la primera etapa del estudio las aleaciones Mg - Li se fundieron en vacío y en atmósfera de argón. La aleación Mg - 7,5Li, más difícil de obtener que la Mg - 4Li (mayor contenido de litio), se utilizó como material de prueba en esta etapa.

El uso del vacío como atmósfera de fusión suele ser un método eficaz de desgasificación y eliminación de impurezas volátiles, pero en el caso del Mg - 7,5Li no dio resultados positivos. Durante la fusión en el crisol de Al₂O₃, a una temperatura de 650 °C y bajo una presión de 10-2 Torr (1,33 Pa), la intensa vaporización provocó múltiples eyecciones de aleación fundida del crisol. Tras abrir la cámara del horno, el contacto de los residuos de vapor metálico en las paredes de la cámara con el oxígeno provocó la autoignición. Una vez quemados los residuos, quedó una capa de óxidos blancos en las paredes de la cámara (figura 1).

Durante la fusión de la aleación Mg - 7,5Li en atmósfera de argón, en crisol de Al₂O₃, a una temperatura de 650 °C y bajo una presión de 600 Torr (8 × 10⁴ Pa) no se observaron efectos negativos.