[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃效果实验技术，尤其涉及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，属于合金熔炼浇注领域。

背景技术

镁合金因具有比重轻(与塑料相近)、比强度高、比刚度接近于铝合金、阻尼性、导热性、切削加工性、铸造性能好，电磁屏蔽能力强、尺寸稳定、资源丰富、容易回收等一系列优点，在汽车工业、通讯电子和航空航天等领域有着广泛的应用空间。近年来，随着汽车行业的轻量化，环保化需求以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，促进了镁合金应用的快速发展。由于镁合金熔体活性高，铸造过程中很容易发生燃烧，因此，铸造过程中必须对液面进行阻燃处理。

在现有镁合金液面保护方法中，气体保护具有阻燃效果好、保护方法简单、快捷等特点，特别适合于镁合金铸造。上海交通大学发明了一种镁合金熔体气体保护方法，所述方法包括在镁合金进行熔炼、撇去熔体表面浮渣、搅拌、精炼、扒渣、浇注的同时进行喷吹气体保护的步骤。清华大学发明了一种防止镁合金氧化燃烧的气体保护方法，所述方法是在熔炼镁或镁合金的同时，在熔炼炉内通入由六氟丙烯气体和稀释气体组成的混合气体进行熔炼保护。清华大学和贵州安吉航空精密铸造有限责任公司发明了一种镁合金熔模铸造气体保护装置，该装置为一罩体，其壁面上靠近开口端设置有进气孔，而靠近封闭端设置有出气孔，并在其上设置有浇口窗及浇口窗盖板，以上发明，均没有考虑铸造过程中保护气体流量对流动液面阻燃效果的影响。

河南理工大学发明了一种镁合金石膏型的铸造方法，该方法包括：将镁合金熔炼除渣；将石膏铸型预热；用1-10％六氟化硫和90-99％氩气的混合气体、1～5Kpa的气压对下罐进行1～2分钟打压；对上罐抽真空,达到规定负压值,将1-10％六氟化硫和90-99％氩气的混合气体注入上罐,升到规定负压值；用压力为10～80KPa的气压对下罐进行加压,实现加压浇注。镁合金复杂薄壁件石膏型铸造采用气体保护时，由于石膏型腔中充满保护气体，镁合金充型时，液面前沿保持适当的保护气体背压便于对熔体进行保护，但是背压不能过大，否则对液面推进形成阻力，从而影响熔体对型腔细节部位的复制以及造成冷隔、汇流焊缝等充型缺陷。但是镁合金石膏型浇注是在密封环境下进行，液面阻燃效果不便于观察，且镁液较多。

发明内容

为克服现有技术中由于保护气体加入量不当而导致镁合金复杂薄壁件难以成形及冷隔、汇流焊缝较多的技术问题，本发明提供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。

本发明的具体技术方案中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，所述实验设备内部具有腔体，所述腔体内具有陶瓷棒、第一加热及控温装置、石膏型、陶瓷腔；

所述陶瓷棒与所述陶瓷腔匹配，能够插入所述陶瓷腔内，并且能够在所述陶瓷腔内做上下运动，所述陶瓷腔用于容纳用于浇注的熔体；

所述石膏型设置于所述陶瓷腔外侧，并置于所述第一加热及控温装置内，所述石膏型内置石膏型腔，石膏型腔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、第二陶瓷通道一一对应连通，所述石膏型腔经所述第一、第二陶瓷通道分别与所述陶瓷腔相通，所述通气孔位于所述石膏型腔顶端，用于与实验设备内部腔体相通；

所述实验设备上部设有密封盖板与外部隔离；

所述实验设备分别与抽真空系统和保护气体注入系统相连。

更进一步地，所述通气孔的孔大小可调节。

更进一步地，多个所述第一、第二陶瓷通道分别设有陶瓷过滤网。

更进一步地，所述陶瓷腔外侧与所述石膏型接触面为圆锥状结构，所述石膏型设置在所述陶瓷腔的外圆锥面上。

更进一步地，所述密封盖板上设有观察窗和气压表。

更进一步地，多个所述第一、第二陶瓷通道为对称分布，所述实验设备还包括液面扰动毛细管、坩埚和第二加热及控温装置，所述液面扰动毛细管与所述陶瓷腔相通，所述坩埚位于所述第二加热及控温装置内，所述坩埚设有坩埚倾转机构，所述坩埚和所述第二加热及控温装置具有陶瓷水口，所述陶瓷水口置于所述陶瓷腔上方。

更进一步地，所述第一陶瓷通道置于所述石膏型的型腔上端，所述第二陶瓷通道置于所述石膏型的型腔下端，所述实验设备还包括陶瓷密封板，所述陶瓷密封板放置在所述陶瓷腔的上端。

本发明的具体技术方案中一种利用上述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；