专利名称：用于含氢量测试装置的将轻合金从液态转变为固态的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一套含氢量测试装置，特别用于轻合金如铝镁合金熔液浇铸之前含氢量的测试，更具体地说，涉及用于含氢量测试装置的将轻合金从液态快速转变为固态的
直O
背景技术有色轻金属如铝镁使用广泛，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。但是这类合金在冶炼时候吸气现象严重，容易形成气孔、夹杂等缺陷而影响性能的提高。轻金属熔炼过程中经常遇到的气体有N2、02、H20、C02、CO、H2及CmHn等，这些气体都以不同形式和不同程度与轻金属液进行反应，根据实验得知N2、02、H20、C02、CO等气体由于结构复杂，体积较大，不易被分解成原子状态，在轻合金中溶解度一般很小，而氢在轻合金熔液中的溶解度却很大，约占合金中气体总量的80-90%，这是由于氢气容易分解成原子状态，且氢的原子体积较小，在轻合金中扩散速度较大，所以轻合金中的含气量主要是指含氢量。氢气的来源主要是在熔炼过程中由炉气、炉料或炉具带入的水蒸气及有机物质分解形成的，通常含氢量在0. 2-1. O毫升/100克金属液。由合金液中氢的溶解度与温度的关系曲线可知，当合金处于熔化和过热状态时， 氢的溶解度很高，随着温度的降低，尤其在固态时溶解度急剧下降，因此在液-固两相区温度下析出大量氢气，但此时形成的气泡已来不及跑出，容易造成针孔等多种缺陷。因此，含氢量是评价铝合金熔体质量的重要参数之一，熔体中的氢对凝固后铝件的塑性、韧性、疲劳寿命、应力腐蚀抗力等力学性能具有显著的破坏力，因此，准确测定铝合金熔体中的氢含量，可为是否需要除气以及如果需要除气，其后续除气工艺的选取提供重要的依据。在中国发明专利申请文件CN95113756.5中提到实际生产条件下，铝合金在熔炼升温过程中，其含量不断下降，特别是在固相线附近的温度区间，由于铝合金对氢的溶解度骤减，超出其临界含量的氢以原子形式大量析出并形成分子，相对集中地在凝固期间的铝合金中形成针孔，从而导致铝合金在凝固期间产生膨胀现象。相图分析表明，各种铝合金在其凝固阶段并无膨胀相变。因此，由于氢析出所形成的针孔是上述膨胀现象的唯一原因，并已被实验反复验证。公知的室温固态时铝合金的针孔度与铝合金液态时的含氢量呈一定的对应关系。含氢量越高，其针孔越多越严重，其密度也越小。因此，为了判断含轻合金(如铝合金)中氢含量，可以通过快速实现轻合金溶液转变为固态，进而对固态的轻合金进行分析，以判断氢含量
实用新型内容
本实用新型教导一种快速将轻金属合金从液态变为固态以便判定氢含量的装置， 该装置成本低，构造简单，占地小，移动方便。[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种用于轻合金氢含量测试仪的将轻合金从液态变为固态的装置，其特征在于，该装置包括呈放液态轻合金的密封腔室，与该密封腔室连通的抽真空装置。最好，所述呈放液态轻合金密封腔室包括放置液态轻合金的容器，罩住该容器的透明罩，支撑所述容器和透明罩的台面，在所述台面和透明罩之间的密封装置。最好，所述台面为阶梯结构包括凸起顶面和台阶，在所述台阶上放置该密封装置， 所述透明罩抵靠在该密封装置上。优选地，所述凸起顶面支撑该容器，并且在该凸起顶面上设有孔，该孔连通所述密封腔室和抽真空装置。有利地，所述抽真空装置包括泵和连接装置，该连接装置一端连接所述孔，一端连接所述泵。最好，所述连接装置两端之间连接有真空计。最好，所述抽真空装置还包括控制该泵的控制装置。最好，所述台面由箱体支撑，该箱体用于存放所述透明罩和容器。最好，所述箱体具有盖子和垫板。最好，所述箱体设有移动装置。全部的机构放置在铁箱内，铁箱左端上方有盖子，当把玻璃钟罩放在垫板上时，可以把盖子盖上，方便搬运和管理。


以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。附图包括图1是本实用新型的用于含氢量测试装置的将轻合金从液态快速转变为固态的装置的剖视图；图2是图1的用于含氢量测试装置的将轻合金从液态快速转变为固态的装置的俯视图。
具体实施方式
由图可知，坩埚1，玻璃钟罩2，密封垫圈3，绝缘板4，橡胶导管5，真空计6，阀门7， 电源开关8，铁箱体9，导线10，橡胶垫板11，机械泵12。在使用时，首先保持阀门7畅通，将坩埚1放置于绝缘板4上，取IOOg左右的待测金属液倒入预热的坩埚1内，把玻璃钟罩2放置于密封垫圈3上并迅速密封，然后按下电源开关8，立即开启机械泵12，抽出玻璃钟罩2内密封室的空气，造成坩埚内的金属液在减压条件下凝固，一般取剩余压力在0. 65-6. 5kpa，压力数值可以由真空计6显示，一般轻金属液试样在真空室内停留片刻(大约Imin左右)就开始凝固；在低压环境下，溶解在金属液中的气体开始析出，同时在试样内部形成气泡，并在试样的表面上可以看到凸起现象。具体衡量铝液中含氢量的方法有两种。1.从真空室的玻璃钟罩直接观察铝液在凝固过程中气体析出的情况以及凝固表面的状态，并将此情形分成若干个等级，以便大体上评估铝液中的含氢程度。2.等金属试样凝固以后，取出已凝固的试样，将它沿垂直面切成两半，将一半制成宏观磨片，用以确定气泡数量、尺寸以及在整个截面上分布的情况，从而求得气泡所占的面积，并以气泡面积与总断面积相比而衡量铝液中含氢量的大小。 本实用新型并不局限于上述示范性给出的实施例，本领域技术人员在所披露的构思基础上进行变换、组合的技术方案都在本实用新型权利要求书的保护范围内。
权利要求1.一种用于含氢量测试装置的将轻合金从液态转变为固态的装置，其特征在于，该装置包括呈放液态轻合金的密封腔室，与该密封腔室连通的抽真空装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述呈放液态轻合金密封腔室包括放置液态轻合金的容器，罩住该容器的透明罩，支撑所述容器和透明罩的台面，在所述台面和透明罩之间的密封装置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述台面为阶梯结构包括凸起顶面和台阶，在所述台阶上放置该密封装置，所述透明罩抵靠在该密封装置上。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述凸起顶面支撑该容器，并且在该凸起顶面上设有孔，该孔连通所述密封腔室和抽真空装置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述抽真空装置包括泵和连接装置，该连接装置一端连接所述孔，一端连接所述泵。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连接装置两端之间连接有真空计。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述抽真空装置还包括控制该泵的控制直ο
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述台面由箱体支撑，该箱体用于存放所述透明罩和容器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述箱体具有盖子和垫板。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述箱体设有移动装置。
专利摘要一种用于含氢量测试装置的将轻合金从液态转变为固态的装置，其特征在于，该装置包括呈放液态轻合金的密封腔室，与该密封腔室连通的抽真空装置。本实用新型一种快速将轻金属合金从液态变为固态以便判定氢含量的装置，该装置成本低，构造简单，占地小，移动方便。
文档编号G01N1/28GK202119663SQ201120188988
公开日2012年1月18日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者历长云, 王有超, 王狂飞, 米国发, 郑喜平, 陈立林 申请人:河南理工大学