一種鋁合金夾雜物和氣孔檢測的方法
2023-05-04 18:08:46 3
專利名稱：：一種鋁合金夾雜物和氣孔檢測的方法
技術領域：
：本發明涉及一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，屬於鋁合金檢測
技術領域：
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背景技術：
：鋁合金中的夾雜物除少量是由生產設備和工藝過程帶入外，主要是因鋁的化學性質非常活潑，能和許多元素進行化學反應而產生的，熔融狀態下的鋁更易與氧、氮、硫、碳等元素化合生成非金屬夾雜物及氧化膜，這些夾雜物嚴重危害鋁合金的性能。鋁合金中的夾雜物降低鋁合金的機械性能特別是疲勞性能，降低衝擊韌性及延伸率，降低熔體的流動性，惡化切削加工性能，促使鑄件在加工過程中開裂。鋁液中存在夾雜物，會導致鋁合金鑄件的機械性能下降，刀具磨損加劇，疏鬆現象多，表面粗糙度差，氣密性降低。夾雜物一直被認為是影響鑄件質量的主要因素。在鋁合金熔煉、處理過程中重視對夾雜物的檢測是生產優質鑄件的關鍵。鋁合金中的氣孔不僅減少鑄件的有效截面積，使金屬材料的強度下降，而且在局部形成應力集中，成為材料斷裂的裂紋源，降低材料的韌性和疲勞抗力。常用的鋁合金熔體中夾雜的檢測法有定量金相法、化學分析法(溴_甲醇法)、固態超聲波檢測法、斷口檢查法、壓力或真空過濾法。這些方法有的難以定量的鑑定和評價夾雜物和氣孔，有的摻雜人為因素而準確性不高，或者檢測時間較長。由此可見，鋁及其合金中夾雜物和氣孔的鑑定與評價，目前尚無高效精確的定量分析方法，只能作定性分析，急待進一步研究解決。
發明內容本發明的目的是提供一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，解決了鋁合金中夾雜物和氣孔檢測準確性不高的問題。本發明的目的是通過下述技術方案實現的。—種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，其特徵在於該方法具有以下的工藝過程和步驟a制樣將澆注好的鋁合金試樣製成一定規格的板條狀或圓棒狀。b粗磨-細磨將製備好的試樣在200#、400#、600#、800#砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，並儘可能保持試樣的平整度。c測量計算出試樣的橫截面面積。d用合金電阻率測量裝置測量試樣的電阻率。合金電阻率測量裝置設定了測量的電流I，測量了試樣兩端的電壓U，把連續測得20個電壓值取平均值作為實際的電壓值。根據公式i二/^+得;9-了二^(1)，p——試樣的電阻率；U——試樣兩端的電壓；I-測量時設定的電流；S——試樣的橫截面積；1——壓頭兩端的長度。將各個參數代入公式l，得到試樣的電阻率。本發明中檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的儀器為自行研發的合金電阻率測量裝置，如圖1、2所示。該儀器可在常溫下檢測或是在高溫下連續檢測，能歸納出鋁合金中夾雜和氣孔隨溫度變化的規律。檢測溫度範圍在-100°C-IOO(TC。本發明的原理是如果試樣中夾雜和氣孔的含量相對較多，它們會成為了電子傳輸中的一個散射中心，從而使合金的電阻率上升。並且隨著溫度的上升，電子的運動速度加快，電子波的散射增強，電阻率上升。本發明的優點在於能夠解決鋁合金中夾雜物和氣孔檢測準確性不高的問題，並能定量計算出夾雜含量。本發明實施簡單方便，測量準確性高。圖1為自行研發的合金電阻率測量裝置中的數據採集裝置。圖2為自行研發的合金電阻率測量裝置中的加熱裝置。圖3為常溫狀態下測量試樣擺放的示意圖。圖4為電阻率和夾雜含量的關係。圖5為淨化前後ADC12的電阻率與溫度的關係。具體實施例方式下面結合實施例對本發明進行詳細描述。實施例1本實施例的工藝過程和步驟如下所述a制樣實驗材料為ADC12鋁合金，熔煉溫度為79(TC。採用熔劑法淨化鋁液。加熔劑後澆注3個試樣，分別為1號、2號、3號。不加熔劑前澆注2個試樣，分別為4號、5號。將這5個試樣製成規格為2mmX5mmX60mm的板條狀。b粗磨-細磨將製備好的試樣在200#、400#、600#、800#砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，並儘可能保持試樣的平整度。c測量由於試樣在研磨過程中有磨損，尺寸要再次測量。用遊標卡尺測量試樣的寬和高，記錄於表1中表1試樣的橫截面長和寬tableseeoriginaldocumentpage4d用合金電阻率測量裝置測量試樣的電阻率，試樣的擺放如圖3所示。測量時設定的電流值為0.1A，壓頭兩端的長度1為34mm。試樣的電壓值如下表2所示。表2試樣的電壓和電流值試樣編號電壓值(V)電流值(A)12.5232E-050.122.6634E-050.132.6443E-050.142.6684E-050.152.7243E-050.1代入公式l，測得試樣1-5的電阻率如表3所示。將試樣剖開，研磨拋光並用酒精吹乾，用金相顯微鏡觀察其夾雜，並用graphic軟體計算出夾雜麵積比，即夾雜含量。1-5號試樣的夾雜含量和電阻率的關係如圖4所示。表3試樣的電阻率試樣編號電阻率(Q16.92E-0827.09E-0837.17E-0847.25E-0857.36E-08由圖4可知，通過計算試樣的電阻率，可以對應得出試樣的夾雜含量，就能定量地比較夾雜的多少。從圖4可見，加熔劑後的試樣電阻率都比加熔劑前的小。電阻率小的試樣夾雜和氣孔較少，所以熔劑淨化後的試樣要比原始的試樣夾雜和氣孔少，說明熔劑淨化法能有效的減少鋁合金中夾雜和氣孔，起到淨化鋁液的作用。實施例2本實施例的工藝過程和步驟如下所述a制樣實驗材料為ADC12鋁合金，熔煉溫度為790°C。採用熔劑法淨化鋁液，淨化前後各澆注一個試樣。將這2個試樣製成規格為2mmX5mmX60mm的板條狀。b粗磨-細磨將製備好的試樣在200#、400#、600#、800#砂紙上進行研磨，研磨至5試樣表面無劃痕，並儘可能保持試樣的平整度。C測量由於試樣在研磨過程中有磨損，尺寸要再次測量。用遊標卡尺測量試樣的寬和高，算出試樣實際的橫截面面積。d用合金電阻率測量裝置測量試樣的電阻率。製備好的試樣放在加熱爐中加熱，如圖2所示。溫度從20(TC加熱到45(TC。測量時設定的電流值為0.1A，壓頭的長度1為34mm。試樣淨化前後的電阻率與溫度的關係如圖5所示。從圖5可見，鋁合金中的夾雜和氣孔與其電阻率有一個對應關係，夾雜和氣孔的含量越多，則鋁合金的電阻率就越高，並且隨著溫度的上升，鋁合金的電阻率上升。權利要求一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，其特徵在於該方法具有以下的工藝過程和步驟A.制樣將澆注好的鋁合金製成板條狀或圓棒狀試樣；B.粗磨-細磨將製備好的試樣在砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，並保持試樣的平整度；C.測量並計算試樣的橫截面面積；D.用合金電阻率測量裝置測量試樣的電阻率，對照電阻率-夾雜含量關係圖，能定量計算出夾雜的含量。2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的鋁合金為ADC12鋁合金。全文摘要本發明涉及一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，屬於夾雜物和氣孔檢測
技術領域：
。本發明的工藝步驟為制樣、粗磨、細磨和測量。將澆注好的鋁合金試樣製成一定規格的板條狀或圓棒狀。將製備好的試樣在砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，並儘可能保持試樣的平整度。計算出試樣的橫截面面積。用合金電阻率測量裝置測量試樣的電阻率，並對照得出試樣的夾雜含量。本發明的優點在於能夠解決鋁合金中夾雜物和氣孔檢測準確性不高的問題，並能定量計算出夾雜含量。本發明實施簡單方便，測量準確性高。文檔編號G01N1/28GK101706467SQ200910198189公開日2010年5月12日申請日期2009年11月3日優先權日2009年11月3日發明者張恆華,戴兵,邵光傑,金曼,龔致礽申請人:上海大學