铝液含氢量的炉前定量检测系统及实践

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1、铝液含氢量的炉前定量检测系统及实践一、氢的危害及检测方法二、铝液定量测氢系统的开发三、除气工艺等因素对含氢量的影响四、针孔度与铝熔体含氢量的关系五、结束语一、氢的危害及检测方法砂型、重力金属型——氢高——针孔、气孔——力学性能降低真空压铸、挤压铸造——氢高——不能热处理强化减压凝固法1－真空泵，4－真空表，5－试样，6－真空罩含氢量检测法式中T—铝液温度，KCH—氢在铝合金熔体中的溶解度，ml/100gAlPH—铝液中氢气分压，PaA和B为与合金成分有关的常数第一气泡法（Sieverts定律）含氢量检测法国内在铝熔体测氢系统研制方面相对较少；

2、绝大部分铝熔体定量测氢系统都依赖进口；自主开发的具有我国自主产权的铝熔体快速定量测氢系统具有重要意义。含氢量检测法铝熔体测氢系统的工作原理：(Sieverts定律）A、B——与合金成分有关的常数T——铝合金熔体温度，KCH——氢在铝合金熔体中的溶解度，ml/100gAlPH——铝合金熔体中氢气分压，Pa二、铝液定量测氢系统的开发测氢系统原理图文本显示器CPU模拟模块微压传感器压力打印机打印适配器温度模块热电偶温度测氢系统的组成：1-坩锅2-热电偶3-玻璃4-微压传感器5-微机数据采集系统6-真空管路7-电阻炉8-真空泵测氢系统的功能合金选择功能

3、测量压力功能测量温度功能加热及控温功能测量结果的显示与打印功能测氢系统的技术指标测量精度0.01ml/100gAl电机功率0.25KW测量时间2～4min电源电压220V真空度～10Pa（无试样时）外形尺寸W600×D500×H750测气范围0.01～3.0ml/100gAl重量约50kg测氢系统的程序控制升降温过程中含氢量的变化关系图三、除气工艺等因素对含氢量的影响ZL102含氢量随保温时间的变化关系图保温时间对铝熔体含氢量的影响除氢工艺对铝熔体含氢量的影响实验材料：ZL102合金实验过程：把铝熔体温度升到740℃进行恒温，测量3组含氢量，然后

4、采用无毒除气剂（六氯乙烷、氩气)对熔体进行除气，除气完成后静置一段时间再测量3组数据。采用不同除气方法除气效果对比图无毒除气剂：0.208cm3/100gAl0.16，除气率为23％C2Cl6：0.204cm3/100gAl0.108，除气率为47％旋转氩气：0.202cm3/100gAl0.121，除气率为40％无毒除气剂：NaNO3、NaCl及耐火砖屑等C2Cl6形成大量AlCl3、C2Cl4、Cl2、HCl气泡氩气除气：取决于气泡在熔体的分散均匀程度、气泡的大小、气泡在熔体中的滞留时间等采用氩气除气20分钟后静置不同时间除气效果对比图

5、四、针孔度与铝熔体含氢量的关系实验材料：ZL102合金实验过程：把铝熔体温度升到740℃进行恒温，测量3组含氢量，然后浇注试样；除气（或者变质）后，再测量3组含氢量，然后浇注试样。树脂砂型阶梯试样示意图实验结果：1）相同冷却速度不同铝熔体含氢量对应试样针孔度等级（铝合金针孔度定量分析软件）d)含氢量0.065cm3/100gAlb)含氢量0.183cm3/100gAlc)含氢量0.128cm3/100gAla)含氢量0.237cm3/100gAl2）不同冷却速度相同铝熔体含氢量对应试样针孔度等级五、结束语1）采用先进的电子技术开发出铝熔体快速定量

6、测氢系统，系统测量精度达到0.01ml/100gAl，测量时间只需要2～4min。2）铝熔体含氢量随熔体温度升高而增加；含氢量随保温时间延长而增加，并且保温一段时间后，铝熔体含氢量变化趋于稳定。4）对铸件针孔度的定量检测表明：若凝固速度一样，含氢量越高，试样针孔度等级就越高；熔体含氢量一样，凝固速度越慢，试样针孔度等级就越高。3）六氯乙烷的除氢效果比无毒除气剂、氩气好；氩气旋转除气，通气时间越长除气效果越好，且一定时间内，静置时间越长含氢量越低。谢谢！