直讀光譜對汽車零部件鋁、鎂輕合金材料的測試

用SPECTROMAXx直讀光譜儀對國內(nèi)外汽車零部件輕合金材料鋁合金、鎂合金的化學(xué)成分進行了測試研究，并對國內(nèi)外汽車變速器上使用的輕合金材料牌號進行了測試。結(jié)果表明，SPECTROMAXx直讀光譜分析法對輕合金材料的分析精度高，結(jié)果穩(wěn)定可靠，測試范圍廣，分析速度快，操作簡便。

目前，在汽車、航天等各個領(lǐng)域大量使用輕合金材料，因此，準確快速測試輕合金材料鋁合金、鎂合金的化學(xué)成分顯得尤為重要。用傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法分析速度慢，結(jié)果準確度低，對環(huán)境和人員的身心健康有危害，不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。本文用德國最新SPECTROMAXx直讀光譜儀對輕合金材料鋁合金、鎂合金的化學(xué)成分進行了測試與精度分析。

試驗條件與步驟

直讀光譜的分析原理

金屬材料的原子在火花光源的激發(fā)下由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的原子蒸氣，氣態(tài)原子的外層電子吸收能量后由低能態(tài)向高能態(tài)躍遷，由于外層電子在高能態(tài)時不穩(wěn)定，瞬間又回到低能態(tài)，釋放出的能量以光的形式表現(xiàn)出來，并滿足普朗克公式。現(xiàn)代技術(shù)通過高性能CCD檢測器精確測量原子的電子發(fā)出光的強度來測量原子的濃度。

試驗條件

室內(nèi)環(huán)境控制：溫度18~ 25℃；濕度RH≤80%設(shè)備控制參數(shù)：UV-optic升至35℃左右；Optic 升至此30℃左右；氬氣凈化器工作溫控升至250℃，氬氣壓力穩(wěn)定至0.55 MPa。

試驗方法

待設(shè)備的各項控制參數(shù)符合要求后，按照SPECTROMAXx直讀光譜儀作業(yè)指導(dǎo)書( QJJC-GC207 -2007)的操作方法，首先作智能邏輯ICAL校正，然后選擇與要檢測的試樣相類似的標準樣品作類型校正，并調(diào)用類型校正系數(shù)。上述各步驟控制參數(shù)正常后就可以進行測試。

試驗結(jié)果

直讀光譜儀對輕合金材料鋁合金測試精度的試驗

輕合金材料標樣E513e分析數(shù)據(jù)

待設(shè)備的各項控制參數(shù)符合要求后，用輕合金材料鋁合金YSRK01-2004( E513e)標樣在直讀光譜儀上連續(xù)分析11次，獲得一組分析數(shù)據(jù)，見表。

直讀光譜儀對輕合金材料鋁合金測試精度的驗證

對上表的分析數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計，計算出直讀光譜儀對輕合金材料鋁合金的各元素的標準偏差S(xi)、相對標準偏差RSD(精度)，與設(shè)備保證精度RSD相比較，結(jié)果表明，直讀光譜儀對輕合金材料鋁合金的測試精度滿意。計算結(jié)果見下表。

直讀光譜對國內(nèi)外汽車零部件輕合金材料鋁合金、鎂合金的測試結(jié)果

對國外汽車變速器上使用輕合金材料的測試結(jié)果

對德國ZF公司生產(chǎn)的最新產(chǎn)品16S汽車重型變速器_上使用輕合金材料的化學(xué)成分進行測試研究，發(fā)現(xiàn)輕合金材料在汽車變速器上獲得更廣泛的應(yīng)用，如汽車變速器殼體材料原先的產(chǎn)品為灰鑄鐵，最新的產(chǎn)品已改為輕合金材料鋁合金，這大大降低了變速器的自身重量。其他各種型號的豪華客車汽車變速器的上蓋、后蓋、端蓋、段位鎖殼體等零部件，輕合金材料也得到廣泛應(yīng)用，它們的化學(xué)成分測試結(jié)果見表。

對國內(nèi)汽車 變速器上使用輕合金材料的測試結(jié)果

國內(nèi)汽車變速器上使用的輕合金材料主要是變速器上蓋后蓋、端蓋等零部件，其中大部分都為鋁合金材料，但也有鎂鋁合金材料，鎂鋁合金是近年才在汽車變速器上得到應(yīng)用。對國內(nèi)生產(chǎn)汽車變速器零部件的輕合金材料進行了測試研究，結(jié)果見表。

直讀光譜儀對輕合金材料測試可操作性試驗

直讀光譜儀對輕合金材料的分析完成“制樣+分析+結(jié)果"整個過程，僅需3 min， 而傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法需要幾天，顯示直讀光譜分析方法對輕合金材料的測試速度快，明顯提高了工作效率，尤為適合批量樣品的測試。

從上述的分析結(jié)果表明，直讀光譜儀對輕合金材料的測試結(jié)果穩(wěn)定，整個分析過程不受環(huán)境和人為因素的影響。

多重保護功能在直讀光譜設(shè)備中普遍采用，使操作者身體得到保護。

通過對SPECTROMAXx直讀光譜儀分析結(jié)果的數(shù)據(jù)進行一-系列數(shù)理統(tǒng)計，計算出設(shè)備分析精度RSD值，得出SPECTROMAXx直讀光譜分析法對輕合金材料的分析精度高，結(jié)果穩(wěn)定可靠。

本文試驗證明，SPECTROMAXx直讀光譜儀對輕合金材料鋁合金、鎂合金中的微量元素、常量元素都能準確分析，說明SPECTROMAXx直讀光譜儀對輕合金材料的測試范圍廣。

直讀光譜分析法對輕合金材料的分析速度快、操作簡便。