一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法和装置，包括以下步骤：一，大气环境下控制铝合金熔体缓慢定向凝固；二，使用放大显示部件在大气环境中观察铝合金在凝固过程中铝合金表面的气泡生成情况；步骤三，判断铝合金是否因气孔造成缺陷；本发明专利技术还公开用于实现上述方法的装置，包括支架，安装在支架上的放大显示部件、设有用于盛放铝合金熔体凹槽的凝固杯；所述放大显示部件包括显示屏、成像部件以及安装在成像部件镜头前的放大镜头，成像部件的镜头、放大镜头与凹槽的中心轴线重合；本发明专利技术方便快捷通过铝合金熔体在定向凝固过程的氢气生成情况判断后续铸造加工中铝合金因气孔引起缺陷的情况。

A Method and Device for Measuring Hydrogen Content in Aluminum Alloy Melt

The invention discloses a method and device for detecting hydrogen content in aluminium alloy melt, which comprises the following steps: 1. controlling slow directional solidification of aluminium alloy melt in atmospheric environment; 2. observing the bubble formation on aluminium alloy surface during solidification in atmospheric environment by using an enlarged display device; 3. judging whether the aluminium alloy is defective due to porosity; and 2. A device for realizing the above method is also disclosed, including a bracket, an enlarged display device mounted on the bracket, a solidification cup for holding a groove in the melt of aluminum alloy; the enlarged display device includes a display screen, an imaging component and an enlarged lens mounted in front of the lens of the imaging component, and the lens of the imaging component and the enlarged lens coincide with the central axis of the groove. The defect of Al alloy caused by pore in subsequent casting process can be judged quickly by hydrogen generation in directional solidification process of Al alloy melt.

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法和装置
本专利技术涉及铝合金熔体氢含量的测试，特别是涉及一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法和用于实现该方法的装置。
技术介绍
铝合金是非常重要的金属材料，在航空航天、交通工具、家用电器、建筑材料等各行各业中应用非常广泛。在铝合金熔炼铸造过程中，铝液中氢气含量对铝制品的质量具有非常负面的作用。铝在凝固时，氢气会大量的从铝液中析出，从而产生气孔，疏松。对于铝合金铸件，这些缺陷会影响到铝制品的力学性能、气密性、以致于致密度与导热导电性能。对于有后续加工的铝铸件，气孔疏松会在加工变形中拉长，形成如挤压缩尾、轧制开裂等缺陷。为此，测量铝熔体中氢含量并用相应方法除去铝熔体中氢气对于高品质铝合金加工至关重要。铝熔体液态测氢方法和测氢设备国外研究比较早，也比较成熟。所研制的测氢装置也很多，总体可分为二类：间接取样法和直接测氢法。其中直接测氢法主要包括:定性减压法、定量减压法等需要配合真空系统的装置；另外间接取样法通常是在铝合金成品上切下一块圆棒状试样，然后再把铝棒熔化，用真空把铝棒中的氢气抽走，原始重量与剩余重量之间差别就是含氢量。这种方法费时费力，同时，金属在凝固时已经有部分氢气析出，所以测量值需要进行校正。对于不同凝固条件所形成的结果存在偏差，因此只对变形铝合金产品具有较高的参考价值。现有技术中的用于测试铝合金熔体中氢含量的测试的测试方法和装置都是配合真空环境，因此，所以这些已存在的测氢方法都存在繁琐，效率低，不简便的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，该专利技术能够在大气环境下通过放大铝合金熔体在缓慢凝固过程中铝合金表面产生气泡的状况方便判断铝合金在后续加工过程中是否稳定；操作简单；容易观察；判断准确。为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，包括以下步骤：步骤一，大气环境下控制铝合金熔体缓慢定向凝固，熔体定向凝固的方向为从熔体底部向着熔体表面；步骤二，大气环境中通过放大显示部件放大显示铝合金在凝固过程中其表面气泡生成情况；步骤三，通过放大显示部件获得的铝合金表面气泡生成情况判断铝合金因气孔导致在后续铸造加工过程中的缺陷情况。优选所述步骤一中铝合金熔体为720至750℃。通过将保温中的铝合金溶液舀出进行定向凝固，防止铝合金熔体温度过高造成吸气，影响铝合金品质；同时也防止铝合金温度过低，定向凝固的时间过短，不易通过放大显示部件观察铝合金表面的气泡生成情况。优选所述步骤一中铝合金熔体置于一凝固杯中进行定向凝固，所述凝固杯由铸铁制成；在加入铝合金熔体前凝固杯预加热，预加热的温度为150℃至250℃。本专利技术中铝合金熔体是通过铸铁制成的凝固杯控制铝合金熔体定向凝固，铸铁制成的凝固杯由于铸铁的导热系数低，控制铝合金熔体由底部到上部表面顺序凝固，保证金属熔体缓慢凝固，利于铝合金缓慢凝固过程中表面气泡生成情况的观察。本专利技术通过加热凝固杯150℃至250℃，保证凝固杯表面干燥，没有水分与铝合金熔体接触，防止凝固杯表面的水分对铝合金表面气泡生成现象产生影响，保证本专利技术观察现象的准确性。优选所述步骤一中定向凝固的时间为10s至20s，本专利技术中通过控制定向凝固的时间利于气泡的观察，如果时间低于10s，则气泡生成过快，不利于观察；如果定向凝固的时间长于20s，则气泡的生成现象不明显，也不利于铝合金氢含量是否合格的判断。优选所述凝固杯的体积与所述凝固杯中铝合金熔体的体积之比为3:1至1:1，通过控制凝固杯的体积与待定向凝固铝合金熔体之间的量的比例，从而控制定向凝固的时间在利于观察气泡生成情况。通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：一、本专利技术相比较于现有制造真空或者通过减压的方法让气泡变大观察铝合金中氢含量技术不同，本专利技术利用液态铝合金中氢的含量显著高于固态铝合金中氢含量的客观事实，可知铝合金在凝固过程中，会有大量的氢析出形成气泡；本专利技术通过控制铝合金熔体缓慢定向凝固，铝合金熔体凝固杯中液体底部先凝固，凝固组织排出的气体浮上表面便形成可观察的气泡，利用放大显示部件放大大气环境下观察铝熔体凝固时气泡产生的现象，通过放大显示部件将铝合金表面生成的微小气泡显著放大，气泡生成过程观察的直观性可以媲美现有的真空(减压)气泡法，且由于气泡数量多，其观察效果要好于真空(减压)气泡法；二、通过本专利技术无需测量铝合金熔体中氢的具体氢含量，通过本专利技术只需确定铝合金熔体在定向凝固的过程中观察铝合金表面没有气泡，便可以确定该铝合金熔体凝固制得的铝合金在铸造过程中不会出现气泡，从而判断铝合金品质是否合格，本专利技术方便快捷判断铝合金氢含量，效果直观，结果可靠。从而实现本专利技术的上述目的。本专利技术的另一目的在于提供一种用于检测铝合金熔体氢含量的装置，该专利技术能够在大气环境中通过放大铝合金熔体在缓慢定向凝固过程中观察铝合金表面的小气泡生成情况从而判断铝合金是否合格，其结构简单，方便观察，观察现象直观、明显。为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种用于检测铝合金熔体氢含量的装置，包括支架，安装在支架上的放大显示部件，以及用于盛放铝合金熔体并控制铝合金熔体定向凝固的凝固杯，所述凝固杯中部设有用于盛放铝合金熔体的凹槽；所述放大显示部件包括显示屏、具有照相或者摄像功能的成像部件以及安装在成像部件镜头前的放大镜头，所述成像部件的镜头、所述放大镜头与所述凹槽的中心轴线重合。进一步改进，所述放大镜头的放大倍数为50倍至200倍。本专利技术通过选择放大镜头的放大倍数配合成像部件如手机或者摄像机的成像有效放大气泡成像，使得本专利技术观察现象更加直观、准确，快速判断铝合金氢含量是否合格。进一步改进，所述凝固杯中部所述凹槽的容积与所述凝固杯的体积之比为1:1至3:1。通过控制凹槽的容积与凝固杯的体积之比调节缓慢定向凝固的时间，确保准确直观的观察到气泡生成现象。进一步改进，所述凹槽的拔模斜度为10°至15°。本专利技术通过将凹槽设置上述的拔模斜度，方便凝固的铝合金快速从凝固杯中脱除，利于生产线快速检测，同时也方便对凝固的铝合金进行下一步的检测。进一步改进，所述放大镜头与所述凝固杯之间还设有一挡板，所述挡板固连于所述支架。通过设置挡板防止移动铝合金熔体的过程中，铝合金熔体发生迸溅，污染放大镜头；同时挡板还能够阻挡铝合金熔体直接烘烤放大镜头，防止放大镜头因为直接受热变形从而影响观察气泡生产，保证本专利技术使用稳定可靠。通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在支架上安装放大显示部件，通过放大显示部件观察与所述凹槽的中心轴线重合中的铝合金熔体凝固过程，铝合金熔体配合凝固杯形成从底部向着熔体表面的方向凝固，通过放大显示部件直观观察铝合金凝固过程中气泡的生成情况，本专利技术结构简单，通过控制铝合金熔体定向凝固，再放大观察铝合金表面的放大气泡生成现象，直观、明确的判断铝合金熔体中的氢气含量情况；如果铝合金熔体在定向凝固过程中其合金表面没有从本专利技术观察到气泡，则经过测试的铝合金在后续的进一步制造加工中则不会出现因氢气造成的气孔造成产品缺陷；如果铝合金熔体在定向凝固过程中其合金表面有观察到气泡，则该铝合金中会存在于铝合金中，在后续的铸造加工中气孔会影响到铝制品的力学性能、气密性、以致于致密度与导热导电性能；对于有后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，大气环境下控制铝合金熔体缓慢定向凝固，熔体定向凝固的方向为从熔体底部向着熔体表面；步骤二，使用放大显示部件在大气环境中观察铝合金在凝固过程中铝合金表面的气泡生成情况；步骤三，通过铝合金表面气泡生产情况判断铝合金因气孔导致在后续铸造加工过程中的缺陷情况。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，大气环境下控制铝合金熔体缓慢定向凝固，熔体定向凝固的方向为从熔体底部向着熔体表面；步骤二，使用放大显示部件在大气环境中观察铝合金在凝固过程中铝合金表面的气泡生成情况；步骤三，通过铝合金表面气泡生产情况判断铝合金因气孔导致在后续铸造加工过程中的缺陷情况。2.如权利要求1所述的一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，其特征在于：所述步骤一中铝合金熔体为720至750℃。3.如权利要求1所述的一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，其特征在于：所述步骤一中铝合金熔体置于一凝固杯中进行定向凝固，所述凝固杯由铸铁制成；在加入铝合金熔体前凝固杯预加热，预加热的温度为150℃至250℃。4.如权利要求1所述的一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，其特征在于：所述步骤一中定向凝固的时间为10s至20s。5.如权利要求1所述的一种用于检测铝合金熔体氢含量的方法，其特征在于：所述凝固杯的体积与所述凝固杯中铝合金熔体的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，夏月飞，肖海波，吕永伟，黄志强，李正阳，
申请(专利权)人：浙江飞哲工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33