Vol.19 No.5 毛卫民等：诚压试样密度法预测铝合金铸件的氢针孔度 。449· ZL104合金含氢量一定时，随铸件的 6 12 凝固条件（如壁厚等）不同，铸件中的针孔 图中数字为试样骗号 10,I1 CO 度级别也会有所差别.那么，在实际生产 测定中，大气凝固试样可用砂型样杯制 9 作，其尺寸大小反映某种铸件主要壁厚或 3 6,7 重要部位尺寸的特征，并预先测取1组减 94,5 压凝固试样密度和该大气凝固试样针孔 级别的数据，做成经验曲线.在合金熔炼 e2,3 中，只需检测每炉合金减压凝固试样的密 0 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 度，就可预测出铸件的针孔级别，而决定 p/(g·cr) 该合金溶液的含氢量是否合适，如果含氢 图4减压凝固试样密度与大气凝固试样针孔度的关系 量过高，则可预先除气或再次除气，从而 避免不必要的废品，提高生产效益， 2.3砂型减压凝固试样密度法的特点 砂型减压凝固试样表面光滑，不粘砂，也无侵人气孔，对试样密度测试不会产生不良影 响.而且砂型样杯不需预热，也不需刷涂料，简化操作工序，又可以消除因金属样杯温差和涂 料厚度之差引起试样密度的误差，使砂型减压凝固试样密度与大气凝固试样针孔度级别的对 应关系更加密切，所以砂型样杯可以代替预热的金属型减压凝固样杯.本试验中的密度试样 采用完整的砂型减压凝固试样，取消金属型减压密度法中切样的工序及时间，缩短了测试时 间，完成1个测试周期约需6~8min. 仪器中设置了1个较大的预真空室，可以在最短时间内（≤10s)使凝固室的压力降至预 定数值，缩小了抽取速度不一致对试样密度的测试误差，而且可选用抽气速度较小的真空泵. 在浇铸减压凝固试样时，每次浇注的ZL104合金液的质量存在一些差别.为了衡量试样 质量对其密度的影响，本试验设计了3组含氢量一样，但减压凝固试验质量有差别的试验，即 3,10,11号试样，结果表明，氢含量相同试样之间的最大重量之差为13g,但它们的密度相差 不大，所以减压凝固试样的质量差别在本试验范围内基本上不会影响试样密度测试的准确程 度， 为了提高试样在空气和水中的质量测试精度，试样中使用了10-4g精度的天平，但从表 1和图4看，不需要这种高精度天平，改用10-2g精度的普通天平，也可以保证密度测试和对 应针孔度级别的可靠性， 总之，本测试方法较新颖，测试简单，速度较快，完全可以应用于ZL104合金的炉前熔炼 控制，也可以推广应用于其他铝合金的熔炼控制. 3结论 (1)用完整砂型减压凝固试样的密度可以预测ZL104及其他合金铸件的针孔级别，控制 熔炼质量，又可缩短测试时间. (2)用砂型样杯作减压凝固密度测试时，凝固压力为11.3kPa左右.V o l . 1 9 N o . 5 毛卫 民等 : 减压试样密度法预测铝合金铸件的氢针孔度 . 4 4 9 . ù彰浮叩本 ZL 10 4 合金 含 氢 量 一 定时 , 随铸件 的 凝 固条 件 (如 壁厚 等 ) 不 同 , 铸件 中的针 孔 度 级 别 也 会有 所 差 别 . 那 么 , 在 实 际生 产 测 定 中 , 大 气凝 固试 样 可 用 砂 型 样 杯 制 作 , 其 尺 寸 大小 反 映某 种 铸件 主要 壁厚 或 重要 部 位 尺 寸 的特 征 , 并预 先 测取 1 组 减 压 凝 固 试 样密 度 和 该 大 气 凝 固 试 样针 孔 级别 的数 据 , 做成 经 验 曲线 . 在 合 金 熔 炼 中 , 只需 检 测每 炉合 金 减压 凝 固试样 的 密 度 , 就 可 预测 出铸件 的针 孔级 别 , 而决 定 该 合金 溶 液 的含 氢量是 否 合 适 . 如 果含 氢 量 过 高 , 则 可 预先 除气 或再 次 除 气 , 从 而 避免 不必要 的废 品 , 提 高生产效 益 . ! 2 . _ 二 图中数字为试样骗 号 、 、 I U , 1 1 o L 一 一 一 一 一一一` 一上二二习 2 . 0 0 2 . 2 0 2 . 4 0 2 . 6 0 2名0 户/ ( g · e nr , ) 图4 减压凝 固试样密度与大气凝 固试样针孔度的关系 2 . 3 砂型 减压凝 固试样密度法的特 点 砂 型减 压 凝 固试 样表 面 光滑 , 不 粘砂 , 也无 侵 人气 孔 , 对 试样 密 度 测试 不 会 产 生不 良影 响 . 而 且砂 型样 杯不 需 预热 , 也不需 刷 涂料 , 简 化操 作工 序 , 又可 以 消 除 因金 属 样 杯温 差和 涂 料厚 度之差 引起试 样密度 的误差 , 使砂 型减 压凝 固试样 密度 与大气 凝 固试样 针孔 度级 别 的对 应 关系 更加 密切 , 所 以 砂型 样杯 可 以 代替预热的金 属 型减 压凝 固样 杯 . 本试验 中的密 度试 样 采 用完 整 的砂型 减压 凝 固试样 , 取 消金 属型减 压 密度法 中切样 的工 序 及 时间 , 缩 短 了测试 时 间 , 完成 1 个测 试周期 约需 6一 8 而 n . 仪器 中设置 了 1 个较 大 的预真 空室 , 可 以 在最 短时 间 内 ( 簇 10 5 )使凝 固室 的压力 降 至预 定 数值 , 缩小 了抽取 速度不 一致 对试样 密度 的测试误 差 , 而 且可 选用 抽气 速度较 小 的真空 泵 . 在浇 铸减 压凝 固试样 时 , 每次浇注 的 Z 1L 04 合金液的质 量存 在 一些差 别 . 为 了衡量 试样 质量 对其 密度 的影响 , 本 试验 设计了 3 组含 氢量 一样 , 但减 压凝 固试验 质量 有差 别 的试验 , 即 3 , 10 , 1 号试 样 , 结果 表 明 , 氢含 量相 同试样 之 间的最 大重 量 之差 为 13 9 , 但 它们 的密 度相 差 不大 , 所 以减 压凝 固试 样 的质量差 别在 本试验 范 围 内基本 上不 会影 响试样 密度 测试 的准 确程 度 . 为 了提 高试样 在空 气和 水 中的质 量测 试精 度 , 试样 中使用 了 10 一 4 9精度 的天 平 , 但 从表 1 和 图 4 看 , 不需 要 这种 高精度 天平 , 改用 10 一 ’ g 精度 的普通天 平 , 也 可 以 保证 密度测 试和 对 应针孔 度级 别 的可靠性 . 总 之 , 本 测试 方法较新 颖 , 测 试简 单 , 速 度 较快 , 完全 可 以 应 用于 Z LI 0 4 合金 的炉前 熔炼 控制 , 也可 以推 广应 用于 其他铝 合金 的熔炼 控制 . 3 结论 ( l) 用 完整 砂型 减 压凝 固试 样 的密度 可 以 预测 z LI 0 4 及 其他 合金 铸 件 的针孔 级别 , 控 制 熔炼质量 , 又可缩 短测 试 时间 . (2) 用砂型 样杯作 减压 凝 固密度测 试 时 , 凝 固压力 为 1 . 3 k P a 左右