[发明专利]一种镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备及实验方法

权利要求书

1.一种镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，所述实验设备(1)内部具有腔体，所述腔体内具有陶瓷棒(6)、第一加热及控温装置(9)、石膏型(11)、陶瓷腔(13)；

所述陶瓷棒(6)与所述陶瓷腔(13)匹配，能够插入所述陶瓷腔(13)内，并且能够在所述陶瓷腔(13)内做上下运动，所述陶瓷腔(13)用于容纳用于浇注的熔体；

所述石膏型(11)设置于所述陶瓷腔(13)外侧，并置于所述第一加热及控温装置(9)内，所述石膏型(11)内置石膏型腔(14)，石膏型腔(14)内设有多个镁液流入孔和通气孔，所述多个镁液流入孔分别与多个第一、第二陶瓷通道(10、15)一一对应连通，所述石膏型腔(14)经所述第一、第二陶瓷通道(10、15)分别与所述陶瓷腔(13)相通，所述通气孔位于所述石膏型腔(14)顶端，用于与实验设备(1)内部腔体相通；

所述实验设备(1)上部设有密封盖板(4)与外部隔离；

所述实验设备(1)分别与抽真空系统和保护气体注入系统相连。

2.根据权利要求1所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，所述通气孔的孔大小可调节。

3.根据权利要求1所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，多个所述第一、第二陶瓷通道(10、15)分别设有陶瓷过滤网。

4.根据权利要求1所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，所述陶瓷腔(13)外侧与所述石膏型(11)接触面为圆锥状结构，所述石膏型(11)设置在所述陶瓷腔(13)的外圆锥面上。

5.根据权利要求1所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，所述密封盖板(4)上设有观察窗(2)和气压表(3)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，多个所述第一、第二陶瓷通道(10、15)为对称分布，所述实验设备(1)还包括液面扰动毛细管(8)、坩埚(16)和第二加热及控温装置(19)，所述液面扰动毛细管(8)与所述陶瓷腔(13)相通，所述坩埚(16)位于所述第二加热及控温装置(19)内，所述坩埚(16)设有坩埚倾转机构(17)，所述坩埚(16)和所述第二加热及控温装置(19)具有陶瓷水口(18)，所述陶瓷水口(18)置于所述陶瓷腔(13)上方。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备，其特征在于，所述第一陶瓷通道(10)置于所述石膏型(11)的型腔上端，所述第二陶瓷通道(15)置于所述石膏型(11)的型腔下端，所述实验设备(1)还包括陶瓷密封板(20)，所述陶瓷密封板(20)放置在所述陶瓷腔(13)的上端。

8.一种利用权利要求6所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备进行实验的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

步骤1、将镁合金熔化并精炼获得相应熔体；

步骤2、在步骤1中制得的熔体液面上施加保护剂，并将熔体温度控制在700℃～750℃；

步骤3、将陶瓷腔和石膏型通电加热，温度控制在100℃～300℃；

步骤4、向实验设备内部腔体注入SF₆气体，SF₆气体流量为3-5mL/s，压力增加至10-30KPa时，将步骤2中获得的熔体快速浇入陶瓷腔；

步骤5、浇注结束后，记录液面前沿气压变化，并提取液面前沿气体进行成分分析；

步骤6、液面稳定后，缓慢扰动液面，观察液面阻燃效果；

步骤7、当步骤6中的熔体从陶瓷腔流入石膏型后，立即提取陶瓷棒端面上的氧化膜。

9.一种利用权利要求7所述的镁合金石膏型气体保护阻燃效果实验设备进行实验的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

步骤1、将镁合金熔化并精炼获得相应熔体；

步骤2、待步骤1中制得的熔体温度达到700℃～750℃时，将熔体浇入陶瓷腔中并施加保护剂，同时对石膏型通电加热，温度控制在100℃～300℃；

步骤3、对实验设备内部腔体缓慢抽真空，负压达到-10KPa到-20KPa时，注入SF₆气体，SF₆气体流量为3-5mL/s，最终压力维持在负压-5KPa到-10KPa；

步骤4、缓慢将步骤2中的熔体送入石膏型中充型，制得试件；

步骤5、待两侧试件凝固后，提取陶瓷棒端面上的氧化膜，并对石膏型内浇注试件进行分析。