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日立分析儀器(上海)有限公司

有色金屬鑄造中熔煉控制的挑戰(zhàn)

時間:2021-3-1 閱讀:608
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在檢驗熔體以達到牌號所要求的規(guī)格方面,有色金屬鑄造面臨許多*的挑戰(zhàn)。由于鋁和鎂等輕質(zhì)有色合金在汽車和航空航天行業(yè)的減重與減排方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,隨著時間的推移,這一問題可能會變得更加普遍。與黑色金屬鑄造的情形相同,OES方法常用于驗證鋁、銅、鋅以及鎂合金的熔體成分。然而,獲得恰到好處的規(guī)格往往耗資成本大且操作復雜,在達到正確的牌號規(guī)定之前需要進行多次嘗試。

在本文中,我們將密切關(guān)注上述有色合金帶來的*挑戰(zhàn),以及為何需要仔細進行OES分析以獲得結(jié)果。

 

部分元素難以測量

對于部分熔煉控制用元素,通過OES對其進行測量可能充滿挑戰(zhàn)性,但在低檢出限的情況下檢測此類元素的存在極為重要。例如,過共晶鋁硅合金使用鍶和鈉改性劑。此類改性劑會受到銻、磷和鉍等元素的不利影響,此等雜質(zhì)元素加上鈣的總含量不得超過120ppm。如超過這一含量限值,所添加改性劑的效果將會大打折扣,導致終合金不具備正確的物理性能。

然而,一些OES儀器很難在所需的低檢出限下測量上述元素。此種情況有時是由于校準和測量技術(shù)所致。而在其他情況下,其通常由于儀器的檢測技術(shù)不具備分辨此類元素發(fā)出的密集譜線所需的靈敏度所致。

有色合金的固有性能

鋁合金及其他有色金屬材料會在凝固時出現(xiàn)偏析傾向。偏析是指痕量元素隨熔體冷卻向表面或晶界擴散的過程,可導致關(guān)鍵元素的濃度不均勻。在成品中,過度偏析可能對鑄造部件的物理性能產(chǎn)生不利影響,但對于取樣而言,其問題在于如何從取樣驗證過程中獲得有代表性的結(jié)果。

由于偏析可向樣品內(nèi)各個方向延伸,因此很難獲得有代表性的分析結(jié)果。解決該問題的方法可包括采集眾多樣品,并確保樣品尺寸允許發(fā)生自然變化,隨后取一個平均值作為結(jié)果。然而,*避免偏析問題的方法是確保取樣過程遵循正確程序。清潔且正確的樣品制備和冷卻速率控制是減少偏析的良好實踐示例。

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