[發明專利]一種鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備及實驗方法

有效

• 申請號: 201610515271.X
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN106153815B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 劉寶忠;范燕平;王狂飛;張寶慶;王有超
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N23/20;B22D21/04
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，其特征在于，所述實驗設備(1)內部具有腔體，所述腔體內具有陶瓷棒(6)、第一加熱及控溫裝置(9)、石膏型(11)、陶瓷腔(13)；

所述陶瓷棒(6)與所述陶瓷腔(13)匹配，能夠插入所述陶瓷腔(13)內，并且能夠在所述陶瓷腔(13)內做上下運動，所述陶瓷腔(13)用于容納用于澆注的熔體；

所述石膏型(11)設置于所述陶瓷腔(13)外側，并置于所述第一加熱及控溫裝置(9)內，所述石膏型(11)內置石膏型腔(14)，石膏型腔(14)內設有多個鎂液流入孔和通氣孔，所述多個鎂液流入孔分別與多個第一、第二陶瓷通道(10、15)一一對應連通，所述石膏型腔(14)經所述第一、第二陶瓷通道(10、15)分別與所述陶瓷腔(13)相通，所述通氣孔位于所述石膏型腔(14)頂端，用于與實驗設備(1)內部腔體相通；

所述實驗設備(1)上部設有密封蓋板(4)與外部隔離；

所述實驗設備(1)分別與抽真空系統和保護氣體注入系統相連。

2.根據權利要求1所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，其特征在于，所述通氣孔的孔大小可調節。

3.根據權利要求1所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，其特征在于，多個所述第一、第二陶瓷通道(10、15)分別設有陶瓷過濾網。

4.根據權利要求1所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，其特征在于，所述陶瓷腔(13)外側與所述石膏型(11)接觸面為圓錐狀結構，所述石膏型(11)設置在所述陶瓷腔(13)的外圓錐面上。

5.根據權利要求1所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，其特征在于，所述密封蓋板(4)上設有觀察窗(2)和氣壓表(3)。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，其特征在于，多個所述第一、第二陶瓷通道(10、15)為對稱分布，所述實驗設備(1)還包括液面擾動毛細管(8)、坩堝(16)和第二加熱及控溫裝置(19)，所述液面擾動毛細管(8)與所述陶瓷腔(13)相通，所述坩堝(16)位于所述第二加熱及控溫裝置(19)內，所述坩堝(16)設有坩堝傾轉機構(17)，所述坩堝(16)和所述第二加熱及控溫裝置(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.根據權利要求1至5中任一項所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備，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，所述實驗設備(1)還包括陶瓷密封板(20)，所述陶瓷密封板(20)放置在所述陶瓷腔(13)的上端。

8.一種利用權利要求6所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備進行實驗的方法，其特征在于，所述方法包含如下步驟：

步驟1、將鎂合金熔化并精煉獲得相應熔體；

步驟2、在步驟1中制得的熔體液面上施加保護劑，并將熔體溫度控制在700℃～750℃；

步驟3、將陶瓷腔和石膏型通電加熱，溫度控制在100℃～300℃；

步驟4、向實驗設備內部腔體注入SF₆氣體，SF₆氣體流量為3-5mL/s，壓力增加至10-30KPa時，將步驟2中獲得的熔體快速澆入陶瓷腔；

步驟5、澆注結束后，記錄液面前沿氣壓變化，并提取液面前沿氣體進行成分分析；

步驟6、液面穩定后，緩慢擾動液面，觀察液面阻燃效果；

步驟7、當步驟6中的熔體從陶瓷腔流入石膏型后，立即提取陶瓷棒端面上的氧化膜。

9.一種利用權利要求7所述的鎂合金石膏型氣體保護阻燃效果實驗設備進行實驗的方法，其特征在于，所述方法包含如下步驟：

步驟1、將鎂合金熔化并精煉獲得相應熔體；

步驟2、待步驟1中制得的熔體溫度達到700℃～750℃時，將熔體澆入陶瓷腔中并施加保護劑，同時對石膏型通電加熱，溫度控制在100℃～300℃；

步驟3、對實驗設備內部腔體緩慢抽真空，負壓達到-10KPa到-20KPa時，注入SF₆氣體，SF₆氣體流量為3-5mL/s，最終壓力維持在負壓-5KPa到-10KPa；

步驟4、緩慢將步驟2中的熔體送入石膏型中充型，制得試件；

步驟5、待兩側試件凝固后，提取陶瓷棒端面上的氧化膜，并對石膏型內澆注試件進行分析。