[发明专利]一种高镁铝合金化学分析试样模具

说明书

技术领域

本发明涉及熔铸取样分析技术领域，特别涉及一种高镁铝合金化学分析试样模具。

背景技术

熔铸厂用于炉前和成品化学分析的取样模具一直沿用饼状模具，在近四十年的使用过程中，因炉前调整成分要求分析速度快，试样均采用流水直冲快速冷却的方式，一直存在5XXX系合金试样冷却过程中易进水的问题(成品样是采用空气中自然冷却，固不存在样品进水问题)，因对分析和生产无大碍一直没有引起重视。但仔细分析实际上存在诸多不利：1)5XXX系合金试样冷却时不能直接用水冲，只能从底部和侧面慢慢水冷，冷却时间至少耽误5分钟以上；2)试样冷却后钻样时才能发现是否进水，如果进水要求重新取样，已经耽误了近10分钟；3)熔炼工重新取样至少耽误20分钟，熔铸车间距离化验室较远重新取样耽误时间会在30分钟以上；4)如果分析人员未发现进水继续分析操作，则会得出偏低的分析结果。扁熔和熔铸车间5XXX系合金生产量逐渐加大，重新取样次数日渐增多，模具问题突显。

高镁合金中镁元素的分析状况

用旧模具取高镁合金试样，用水直冷后钻取铝屑，取样分析，记录结果。再将剩余铝屑烘干，称样分析，记录结果。比对结果见表1。

表1旧模取样烘干前后分析结果比较

  试样编号  烘干前  烘干后  A220946  5.91  6.31  A220947  6.33  6.42  A220948  6.45  6.67  A212175  5.88  6.02

由表1可见，旧模具取样如果用水直冷，会引起分析结果偏低0.1～0.4的系统误差。

旧模具取样组织现状

对于铝合金中的高含量元素，因诸多因素影响光谱分析误差较大，仍采用传统的化学分析。熔铸厂现用化学分析取样模具是饼状样模具，因其模具制作简单、取样操作简便、钻取分析碎屑方便等特点广泛用于铝合金的化学分析取样。

该模具用于除5XXX系高镁合金外的合金取样效果均比较理想：组织致密，成分均匀。而高镁合金因含气量高，冷却过程中极易形成疏松甚至气孔。而炉前分析试样为节省冷却时间通常采用水直冷的方法，若样品组织疏松必然会进水，从而影响分析结果。图1～图6为该模具所取几种典型铝合金试样的微观组织。

由上图可见，2XXX系、7XXX系、4XXX系合金试样组织较致密，仍可沿用简便的饼状样模具。而5XXX系合金试样组织疏松，镁含量愈高疏松愈严重，必须对取样模具进行改进，以消除样品水份影响，从而保证分析准确度。

5XXX系高镁合金试样缺陷分析

将5XXX系高镁合金试样表面用车床加工光洁，经12％氢氧化钠溶液浸蚀和20％硝酸酸洗及水洗后，用肉眼即可观察到样品表面上存在的黑色针孔状疏松，浇铸口部比底部疏松更严重。将其制备成高倍试样浸蚀后在显微镜下观察，边界参差不齐，近似锯齿状，颜色发暗，有棱角形的黑洞。微观组织见图7、图8。