專利名稱：：一種鋁合金夾雜物和氣孔檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，屬于鋁合金檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：鋁合金中的夾雜物除少量是由生產(chǎn)設(shè)備和工藝過程帶入外，主要是因鋁的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，能和許多元素進行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，熔融狀態(tài)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(yán)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，降低沖擊韌性及延伸率，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(dǎo)致鋁合金鑄件的機械性能下降，刀具磨損加劇，疏松現(xiàn)象多，表面粗糙度差，氣密性降低。夾雜物一直被認(rèn)為是影響鑄件質(zhì)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(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)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(yīng)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(xué)分析法(溴_甲醇法)、固態(tài)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鑒定和評價夾雜物和氣孔，有的摻雜人為因素而準(zhǔn)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鑒定與評價，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(fā)明內(nèi)容本發(fā)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(zhǔn)確性不高的問題。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的?！N檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，其特征在于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制成一定規(guī)格的板條狀或圓棒狀。b粗磨-細磨將制備好的試樣在200#、400#、600#、800#砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，并盡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(shè)定了測量的電流I，測量了試樣兩端的電壓U，把連續(xù)測得20個電壓值取平均值作為實際的電壓值。根據(jù)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(shè)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(shù)代入公式l，得到試樣的電阻率。本發(fā)明中檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的儀器為自行研發(fā)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(xù)檢測，能歸納出鋁合金中夾雜和氣孔隨溫度變化的規(guī)律。檢測溫度范圍在-100°C-IOO(TC。本發(fā)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。并且隨著溫度的上升，電子的運動速度加快，電子波的散射增強，電阻率上升。本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠解決鋁合金中夾雜物和氣孔檢測準(zhǔn)確性不高的問題，并能定量計算出夾雜含量。本發(fā)明實施簡單方便，測量準(zhǔn)確性高。圖1為自行研發(fā)的合金電阻率測量裝置中的數(shù)據(jù)采集裝置。圖2為自行研發(fā)的合金電阻率測量裝置中的加熱裝置。圖3為常溫狀態(tài)下測量試樣擺放的示意圖。圖4為電阻率和夾雜含量的關(guān)系。圖5為凈化前后ADC12的電阻率與溫度的關(guān)系。具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)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。采用熔劑法凈化鋁液。加熔劑后澆注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個試樣制成規(guī)格為2mmX5mmX60mm的板條狀。b粗磨-細磨將制備好的試樣在200#、400#、600#、800#砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，并盡可能保持試樣的平整度。c測量由于試樣在研磨過程中有磨損，尺寸要再次測量。用游標(biāo)卡尺測量試樣的寬和高，記錄于表1中表1試樣的橫截面長和寬<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>d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(shè)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，研磨拋光并用酒精吹干，用金相顯微鏡觀察其夾雜，并用graphic軟件計算出夾雜面積比，即夾雜含量。1-5號試樣的夾雜含量和電阻率的關(guān)系如圖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(yīng)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，加熔劑后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，所以熔劑凈化后的試樣要比原始的試樣夾雜和氣孔少，說明熔劑凈化法能有效的減少鋁合金中夾雜和氣孔，起到凈化鋁液的作用。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。采用熔劑法凈化鋁液，凈化前后各澆注一個試樣。將這2個試樣制成規(guī)格為2mmX5mmX60mm的板條狀。b粗磨-細磨將制備好的試樣在200#、400#、600#、800#砂紙上進行研磨，研磨至5試樣表面無劃痕，并盡可能保持試樣的平整度。C測量由于試樣在研磨過程中有磨損，尺寸要再次測量。用游標(biāo)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。制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(shè)定的電流值為0.1A，壓頭的長度1為34mm。試樣凈化前后的電阻率與溫度的關(guān)系如圖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(yīng)關(guān)系，夾雜和氣孔的含量越多，則鋁合金的電阻率就越高，并且隨著溫度的上升，鋁合金的電阻率上升。權(quán)利要求一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，其特征在于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制成板條狀或圓棒狀試樣；B.粗磨-細磨將制備好的試樣在砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，并保持試樣的平整度；C.測量并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(guān)系圖，能定量計算出夾雜的含量。2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的鋁合金為ADC12鋁合金。全文摘要本發(fā)明涉及一種檢測鋁合金中夾雜物和氣孔的方法，屬于夾雜物和氣孔檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)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制成一定規(guī)格的板條狀或圓棒狀。將制備好的試樣在砂紙上進行研磨，研磨至試樣表面無劃痕，并盡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，并對照得出試樣的夾雜含量。本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠解決鋁合金中夾雜物和氣孔檢測準(zhǔn)確性不高的問題，并能定量計算出夾雜含量。本發(fā)明實施簡單方便，測量準(zhǔn)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(yōu)先權(quán)日2009年11月3日發(fā)明者張恒華,戴兵,邵光杰,金曼,龔致礽申請人:上海大學(xué)