Устройство для исследования газовыделения из расплава при вакуумировании

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изучения газонасыщенности и кинетики газовыделения из расплавов. Целью изобретения является определение кинетики газовыделения. Перед началом исследования осуществляют предварительное вакуумирование жидкостного дифманометра 11, для чего закрывают крышку 2 камеры 1 и, открывая кран 4, соединяют камеру 1 и обе ветви дифманометра 11 с ресивером 5 и насосом 6. Затем закрывают кран 4, открывают краны 7 и 8, снимают крышку камеры и устанавливают тигель 13 с расплавленным металлом. Закрывают крышку 2 и кран 7, открывают кран 4 и создают в камере заданное разрежение, после чего кран 4 перекрывают, затем краном 10 соединяют кратковременно обе ветви дифманометра с камерой и тут же перекрывают правую ветвь, оставляя левую подсоединенной к камере. По изменению уровня жидкости в левом колене дифманометра 11 фиксируют кинетику изменения давления, вызываемого газовыделением из расплава. Для определения количества выделяемого газа проводят тарировку, соединяя калиброванный объем 9, в котором находится воздух или газ под атмосферным давлением, с камерой 1. По величине изменения давления в дифманометре 11 определяют коэффициент, по которому пересчитывают измеренное давление в объем газа, выделившегося из расплава. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ()9) (ll) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOIVIY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4266166/31-02 (22) 22.06.87 (46) 15.12.89. Бюл. Р 46 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Ф.М.Котлярский, В.И.Белик, Г ° Il.Борисов и В.С.Гавриш (53) 621 ° 74.043:543.093.002 ° 56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

H 277381, кл. G 01 N 7/14, 1969.

Добаткин В.И., Габидуллин P M.

Колачев Б.A. Макаров Г.С. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах. М.: Металлургия, 1976, с.129-131. (5D 4 В 22 D 18/00, G 01 g 7/14

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ РАСПЛАВА ПРИ ВАКУУМИРОВАНИИ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изучения гаэонасыщенности и кинетики газовыделения из расплавов. Целью изобретения является определение кинетики газовыделения. Перед началом исследования осуществляют предварительное вакуумирование жидкостного дифманометра 11, для чего закрывают крышку 2 .камеры 1 и, открывая кран 4, соединя1528613

10 ют камеру 1 и обе ветви дифманометра 11 с ресивером 5 и насосом 6. Затем закрывают кран 4, открывают краны 7 и 8, снимают крьшку камеры и устанавливают тигель 13 с расплавленным металлом. Закрывают крышку 2 и кран 7, открывают кран 4 и создают в камере заданное разрежение, после чего кран 4 перекрывают ° Затем краном 10 соединяют кратковременно обе ветви дифманометра с камерой и тут же перекрывают правую ветвь, оставляя левую подсоединенной, к камере, По изменению уровня жидИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изучения газонасыщенности и кинетики газовыделения из расплавов.

Цель изобретения - определение ки- нетики газовыделения.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - результаты определения кинетики газовыделения из сплава А1 +

+ 123 Si.

Устройство состоит иэ герметичной камеры 1 с крышкой 2, 8 которой ус- З0 тановлен вакуумметр 3. Через кран 4 камера сообщается с ресивером 5 (стандартный газовый баллон) и насосом

6 (РВН-20). Между кранами 7 и 8 размещена мерная емкость 9 калиброванного объема. lpexxздовой кран 10 сообщает камеру с дифманометром 11, заполненным вакуумнь:м маслом. Показания дифманометра снимаются с помощью линейки 12. Для регулирова- 40 ния интенсивности охлаждения тигля

13 с расплавом в камеру установлены экраны 14. Герметизация камеры с крышкой осуществляется через резиновую прокладку 15. 45

Устройство рабс:ает следующим образом.

В исходном положении насос работает, в ресивере вакуум, краны 4 и 7 закрыты, кран 8 открыт, кран 1О сообщает обе ветви дифманометра с камерой, которая открыта. Перед началом эксперимента закрывают герметично камеру и, открывая кран 4, создают заданное Разрежение, после чего кран 4 закрывают, а краном 10 отсекают дифманометр от камеры.Затем открывают кран 7, создавая в камере атмосферное давление. кости в левом колене дифманометра

11 фиксируют кинетику изменения давления, вызываемого газовыделением из расплава. Для определения количества выделяемого газа проводят тарировку, соединяя калиброванный объем 9, в котором находится воздух или газ под атмосферным давлением, с камерой 1. По величине изменения да». ления в дифманометре 11 определяют коэффициент, по которому пересчитывают измеренное давление в объем газа, выделившегося из расплава. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предварительное ва куумирова ние жидкостного дифференциального манометра способствует уменьшению колебаний жидкости в нем, возникающих в начальный момент соединения с ним камеры, в которой создается рабочее разрежение. Если рабочее разрежение создавать в камере и дифференциальном жидкостном манометре одновременно, без его предварительного вакуумирования, то возникающие в нем колебания жидкости затрудняют съем данных,что снижает точность измерений.

После проведения предварительного вакуумирования жидкостного дифференциального манометра начинают собственно исследование. Для этого кран

7 закрывают, снимают крышку 2, устанавливают в камеру тигелек с расплавом 13 (250-300 г) и герметично закрывают ее крышкой через прокладку

15. Открывают кран 4 и со скоростью не менее 200 мм рт.ст в 1 с создают в камере заданное разрежение, после чего кран 4 перекрывают, отсоединяя камеру 1 от вакуумной системы.

Таким образом, в камере 1 собирается весь выделившийся из расплава газ, что дает возможность проводить исследование при заданном разрежении. Краном 10 кратковременно (примерно на 1 с) сообщают обе ветви дифманометра 11 с камерой и тут же перекрывают правую ветвь, оставляя левую подсоединенной к камере. С этого момента начинается регистрация ро ста давления.

Рост давления в камере 1 фиксируется вакуумметром 3, а при необходимости более точных измеренийпо опусканию уровня жидкости в ле1528613 вом колене жидкостного дифференциального манометра 11. В правом коле. не жидкость, благодаря наличию уширения, поднимается незначительно, и повышение давления в правом колене, вызванное подъемом в нем жидко" сти, практически не снижает точности измерения.

Величина снижения уровня жидкости в левом колене жидкостного дифференциального манометра 11, измеряемая линейкой 12, пропорциональна количеству выделившегося в камере 1 газа. Для определения объема выделившегося газа производят операцию

"Тарировка", заключающуюся в напуске калиброванного объема газа из мерной емкости 9 ° С этой целью закрывают кран 8, открывают кран 7, напуская из атмосферы или из специального баллона при атмосферном давлении 2 смз газ в мерную емкость 9. Затем закрывают кран 7 и открывают кран 8, выпуская этот газ в камеру и сообщающиеся с ней сосуды, фиксируя при этом падение уровня жидкости. В условиях эксперимента при использовании в качестве жидкости дифманометра вакуумного масла оно составляет

35 мм, т.е. каждому миллиметру падения уровня жидкости соответствует выделение иэ расплава 2:35 = 0,057 нормальных смз газа.

Стрелка вакуумметра 3 марки ВО модели 11201 отклоняется на 1,3

1,4 деления, что составляет 1,8 мм, т.е. точность измерения давления дифманометром 11 по сравнению с ва.вакуумметром 3 выше в 35:1,8 = 20 раэ.

Регистрируя понижение уровня жидко" сти, вызванное выделением газа из расплава в камере 1, и умножая его на 0,057 смз, определяют объем выделившегося газа. Полученные с использованием предлагаемого устройства результаты исследования кинетики газовыделения из сплава Al + 123

Si представлены на фиг.2, где кривая Л получена для исходного материала; Б - для расплава, обработанного и течение 3 мин влажным асбестом и выдержанного в течение 5 мин;

В - обработка та же, выдержка 50 мин.

Темпера тура об работ ки и выдерж ки расплава 780 С, величина заданного разрежения 99,88 кПа.

Пример построения точки Г на кривой Б.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения давления, оно снабжено дифференциальным жидкостным манометром и трехходовым краном, соединяющим его c герметичной камерой, причем одна из ветвей манометра имеет уширение над уровнем жидкости °

Через 6 мин вакуумирования сплава уровень жидкости в жидкостном дифференциальном манометре снижается на

44 мм. Умножая величину снижения уровня на 0,057, получают 2,5 смз. Таким образом, через 6 мин после начала вакуумирования из всего объема расплава выделяется 2,5 смз газа.

Зная вес расплава (259 г) и разделив общее количество выделившегося га- за на количество сотен граммов расплава (2,59), получают количество выделившегося эа 6 мин газа из каждых

100 г расплава - 0,93 смз. Лналогичным образом построены кривые Л и В.

Таким образом, устройство позволяет исследовать кинетику газовыделения иэ жидкого и кристаллизующегося металла при заданном разрежении.

Кроме того, выдержка расплава при малом остаточном давлении (1-5 мм рт.ст.) и при низкой интенсивности охлаждения (за счет экранов или специальных нагревательных приспособлений) позволяет использовать данное устройство для определения обще го количества газа в расплаве. Преимуществом устройства является также простота конструкции и обслуживания.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования газовыделения из расплава при вакуумировании, включающее герметичную камеру, тигель с расплавленным металлом, вакуумметр,рессивер с насосом, соединяющийся посредством запорного крана с герметичной камерой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения кинетики газовыделения, оно снабжено мерной емкостью калиброванного объема, соединенной посредством запорных кранов с герметичной камерой и атмосферой.

1528613

К5 а 2,0

1$

1,0

М

0.5

2 Ф 6 8 10 4 ?

6ремя, тя

Фие. 2

Составитель В.Майоров

Редактор И.Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор 7.Малец

Заказ 7596/14 Тираж 711 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r ужгород, ул. Гагарина, 101