專利名稱：鑄鐵熱分析樣杯的激冷金屬材料及其加入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種激冷金屬材料及其加入方法，特別是一種鑄鐵熱分析樣杯的激冷金屬材料及其加入方法。屬于鑄鐵熔煉技術(shù)類領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中除了國外熱分析樣杯的商業(yè)性廣告之外，關(guān)于鑄鐵熱分析樣杯的制造技術(shù)和激冷金屬材料的新技術(shù)，以及Te能夠被試樣均衡吸收的加入方法，還屬于技術(shù)秘密。國外樣杯在使用中主要存在如下問題1、不同樣杯間Te元素的加入量平均有5％的誤差。
2、國外Te涂料由Te和SiO2、FeO、Al2O3、CaO、MgO等組元構(gòu)成。這些氧化物組元不僅增加了界面反應(yīng)的可能性，而且還嚴重地影響熱分析試樣對Te元素的均衡定量吸收。試樣吸收過多Te量，引起共晶平臺E水平夾角增大，過少則導(dǎo)致u.C≠0。這將導(dǎo)致熱分析系統(tǒng)對冷卻曲線上共晶溫度的檢測誤差。實驗結(jié)果表明，2.8℃的共晶溫度誤差，對應(yīng)0.15％硅含量的檢測誤差。因此，Te的定量加入方法對熱分析精度來說很重要。
日本3E熱分析儀表的調(diào)試及圓樣杯的研制，南京汽車制造廠鑄造廠，1983，7，對此提出了研究報告(1)以檢驗試樣是否白口化為依據(jù)研制了一種Te涂料。這種涂料無論從成分還是從性能上來說，與國外樣杯上使用Te涂料來比，技術(shù)含量相距甚遠。
(2)以自制樣杯為傳感器，借助3E熱分析儀表的冷卻曲線回歸出了一列數(shù)學模型。這些模型不一定就是固化在進口3E儀表中的分析模型，也無法用這些模型對儀表中的數(shù)學模型進行修改。因此，也就無法替代進口樣杯。
由于國內(nèi)對樣杯的多項技術(shù)特別是Te涂料缺乏必要的基礎(chǔ)研究，到目前為止，國內(nèi)對鑄鐵熱分析樣杯的技術(shù)指標沒有定論，沒有定型產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，以獲取規(guī)范化冷卻曲線為目標，提供一種鑄鐵熱分析樣杯用的激冷金屬材料及其加入方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案和實施方式如下規(guī)范化的冷卻曲線是指試樣在凝固過程中的各相變點清晰可見、并且可以在冷卻曲線上被準確撲捉的冷卻曲線，并且有效凝固時間S最短，具體地說，對于檢測化學成分的樣杯，要求初晶轉(zhuǎn)變L段起訖點清晰且盡可能呈水平，共晶轉(zhuǎn)變E段水平，即再輝度u.C＝0且共晶反應(yīng)起訖點可識別。對于檢測力學性能的樣杯，要求共晶段E、LE、LC以及u.C等能夠反映試樣凝固的形核特征；在有效凝固時間S內(nèi)，冷卻曲線連續(xù)平滑無異常突變。在Te涂料中含有SiO2、FeO、Al2O3、CaO、MgO等組元。這些組元對Te的吸收率和冷卻曲線的規(guī)范化無益。激冷金屬材料采用了Te、Al、Zn三個金屬組元。Al能克服鐵水中氧的不良影響，使冷卻曲線上的L段水平化。但Al是促進石墨化元素，過量的鋁容易引起石墨析出，使再輝度u.C≠0。Zn產(chǎn)生燃燒有助于脫氧，它不僅有利于Te作用的充分發(fā)揮，而且可以克服Al的不利方面。經(jīng)反復(fù)試驗和實測，激冷金屬材料的成分配比Te70～90％，Zn5～15％，Al5～15％。
激冷金屬材料的加入方法可參照以下比例對210克試樣量的樣杯而言，每只樣杯中加入量為Te0.68克，Zn0.07克，Al0.07克，合計0.82克。
以下進一步結(jié)合激冷金屬材料的成分配比提供三個實施例實施例1 Te70％，Zn15％，Al15％的激冷金屬材料制成的金屬環(huán)形壓片效果Al和Zn量過高，可使L平臺的水平夾角小于10度，對TL值的撲捉精度進一步提高，誤差可達到≤3℃。對試樣量而言，Te量過少，使u.C≠0，引起對TE值檢測誤差大于4℃。通過補償可以保證對成分的分析精度。
實施例2 Te82.93％，Zn8.53％，Al8.54％制成環(huán)形壓片效果Te、Al和Zn綜合作用達到最佳效果，冷卻曲線上特征值的可檢測性最好，可以穩(wěn)定地達到對試樣化學成分的檢測精度。
實施例3 Te90％，Zn5％，Al5％制成環(huán)形壓片效果Al和Zn量過低，L平臺的水平夾角大于28度，對TL值的撲捉失敗率已有所提高。對試樣量而言，Te量過多，雖然可使u.C≠0，但卻使共晶平臺E段的水平夾角增大，引起對TE值的檢測誤差量達4.7℃，通過補償也可以保證對成分分析的精度。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，使用新型激冷金屬材料的樣杯在獲得規(guī)范化冷卻曲線方面，取得了如下有益效果1、激冷金屬材料被試樣鐵水完全溶解，其中的Te成分被試樣完全吸收。
2、不同樣杯間Te元素加入量的相對誤差小于0.5％。
3、新型激冷金屬材料中不含任何氧化物，也不與試樣形成界面。因此，不存在發(fā)生界面反應(yīng)而破壞試樣/樣杯界面穩(wěn)定換熱條件的可能性。
4、用安裝金屬激冷材料的樣杯采集的這種規(guī)范冷卻曲線的成功獲取率在95％以上。根據(jù)這種冷卻曲線上特征值回歸的數(shù)學模型，對鐵水化學成分的檢測精度可穩(wěn)定達到C％的最大偏差為±0.05％；Si％的最大偏差為±0.11％C.E％的最大偏差為±0.04％。其檢測精度已達到或超過國外Te涂料樣杯水平。
權(quán)利要求
1.一種鑄鐵熱分析樣杯的激冷金屬材料及其加入方法，其特征在于這種激冷金屬材料的成分配比Te70～90％，Zn5～15％，Al5～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種鑄鐵熱分析樣杯的激冷金屬材料的加入方法，其特征在于激冷金屬材料的加入方法可參照以下比例對210克試樣量的樣杯而言，每只樣杯中加入量為Te0.68克，Zn0.07克，Al0.07克，合計0.82克。
全文摘要
本發(fā)明這種激冷金屬材料的成分配比:Te:70～90%,Zn:5～15%,Al:5～15%。激冷金屬材料的加入方法可參照以下比例:對210克試樣量的樣杯而言,每只樣杯中加入量為:Te:0.68克,Zn:0.07克,Al:0.07克,合計:0.82克。
文檔編號G01N25/02GK1267827SQ0011507
公開日2000年9月27日 申請日期2000年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者孫業(yè)贊 申請人:上海交通大學