硬化和脫蠟介質中氯化鈉NaCl含量的測定伍濤，紐威工業(yè)材料開發(fā)區(qū)分廠【摘要】每天對硬化和脫蠟介質中的氯化鈉NaCl含量進行測定，根據(jù)實測結果對介質中各物質含量進行調整，以確保工藝最佳效果，保證鑄件質量。【關鍵詞】硬化含量測定一、 測定理由：硬化介質中氯化鈉NaCl含量過高，會影響硬化介質中氯化銨NH4C1或氯化鋁A1C13的含量，而氯化銨NH4C1和氯化鋁A1C13分別是表面硬化和加固硬化最主要的硬化反應物質，所以硬化介質中氯化鈉NaCl含量會影響型殼硬化反應效果，從而影響鑄件質量。經(jīng)驗表明：硬化介質中氯化鈉NaCl含量不能超過8%。當氯化鈉NaCl含量超過10%時，硬化速度幾乎降低一半，極大影響了型殼的硬化質量。表面硬化池中的氯化銨NH4C1的溶解度和氯化鈉NaCl的濃度之間的關系如表1所示。表中關系表明：溶液中氯化鈉NaCl的含量會極大的影響有效硬化物質氯化銨NH4C1的溶解。表1：20C時氯化銨NH4C1的溶解度和氯化鈉NaCl的濃度之間的關系條件NH4Cl20°C時的溶解度溶液中含NaCl0%37.5溶液中含NaCl5%34溶液中含NaCl7%31加固硬化池中的氯化鋁A1C13是用波美計來測定濃度的。波美計是依據(jù)測定的比重來換算成濃度的，所以準確來說是測定的加固硬化池中溶液的濃度，溶質包括了氯化鋁A1C13和氯化鈉NaCl，所以氯化鈉NaCl的含量直接影響氯化鋁A1C13的濃度。脫蠟池中氯化鈉NaCl含量過高，氯化鈉NaCl溶液殘留在脫蠟完成的型殼表面，隨環(huán)境變化，溶液失水，最后會導致大量的氯化鈉NaCl以晶體形式析出,影響型殼的焙燒和澆鑄性能，從而影響鑄件質量。所以，我們需要每天對硬化和脫蠟介質中的氯化鈉NaCl含量進行測定。根據(jù)實測結果對介質中各物質含量進行調整，以確保工藝最佳效果，保證鑄件質量。二、過程分析：圖1：掛料車間工藝流程（化學反應）示意圖蠟模表面 氯化銨NH4CI溶液硬化J\ 2NH4CI+Na2O.mSiO2.nH2O一mSiO2.(n-1)H2O+2NaCl+2NH3f+2^H2O加固 氯化鋁AICI3溶液硬化 -> L 3(Na2O.mSiO2.nH2O)+2AlCl3一3mSiO2.(n-1)H2O+2AI(OH)3+6NaCI脫蠟 氯化銨NH4CI溶液硬化 1 2NH4Cl+Na2O.mSiO2.nH2O一mSiO2.(n-1)H2O+2NaCl+2NH3f+2[H2O型殼掛料車間工藝流程如圖1所示。從這個過程中我們可以得到:1、 表面硬化池和脫蠟硬化池中的溶液，應該是溶質為氯化鈉NaCl和氯化鉉NH4C1的混合溶液。2、 加固硬化池中的溶液，應該是溶質為氯化鈉NaCl和氯化鋁A1C13的混合溶液。三、測定試驗方案:從圖1所示的化學方程式來看，呈弱酸性的氯化銨NH4C1和氯化鋁A1C13都可以和鈉堿發(fā)生化學反應生成氯化鈉NaCl。氯化鈉NaCl化學性質穩(wěn)定，很難用化學方法對其進行測定。以下分別列舉溶液中三種溶質的物理性質：氯化銨NH4C1性狀：無色立方晶體或白色結晶。加熱至100°C時開始顯著揮發(fā)，337.8C時離解為氨和氯化氫，加熱至350C升華，沸點520C。氯化鈉NaC1性狀：無色立方結晶或白色結晶。熔點801C。沸點1413C。氯化鋁A1C13性狀：白色顆?；蚍勰袕婝}酸氣味，工業(yè)品呈淡黃色，熔點190C（2.5大氣壓）。沸點182.7C，在177.8C升華，蒸氣是締合的雙分子A12C16。從以上三種溶質的物理性質來看，氯化鈉NaC1的物理性質依然十分穩(wěn)定，熔點和沸點都比其它兩種高出很多，所以可以用高溫加熱的方法來測定氯化鈉NaC1的含量。四、測定方案論證：試驗過程：1、 取氯化銨NH4C1、氯化鈉NaC1、氯化鋁A1C13各10克，加水攪拌成溶液，過濾去雜質，將混合溶液倒入坩堝中加熱，直至無揮發(fā)。2、 取殘留物質進行稱重。3、 將殘留物質加水配置成溶液，用氫氧化鈉NaOH溶液滴定法配合酚猷酸堿指示劑來測試是否還含氯化銨NH4C1、氯化鋁A1C13。試驗結果：先有黃色煙霧產(chǎn)生，伴隨刺激性氣味，這是氯化鋁A1C13的升華；然后有白色煙霧產(chǎn)生，伴隨氨的氣味，這是氯化銨NH4C1的分解、揮發(fā)和升華。最后殘留物重量約為10克，“氫氧化鈉NaOH溶液滴定法”顯示溶液不含弱酸性的氯化銨NH4C1、氯化鋁A1C13。試驗小結：此硬化或脫蠟介質中氯化鈉NaCl含量測定方案是合理的。五、總結:介質中氯化鈉NaCl含量也可以根據(jù)一些現(xiàn)象來做定性的判斷：1、表面硬化池底有不能溶解的氯化銨NH4C1，但是氯化銨NH4C1的濃度卻和該溫度下的理論飽和濃度相去甚遠。這說明溶液中氯化鈉NaCl含量過高，影響了氯化銨NH4C1含量的溶解。氯化銨NH4C1在不同溫度下的溶解度見表2。表2：氯化銨NH4C1的溶解度溫度/°c010203040506080100溶解度/%232527.129.331.433.535.639.543.62、 加固硬化池底有不能溶解的氯化鋁A1C13，但是波美計顯示的比重不能達到要求。這說明溶液中氯化鈉NaCl含量過高，影響了氯化鋁A1C13含量的溶解。3、 型殼脫蠟完成后，短時間內就析出白色晶體。這說明有可能氯化鈉NaCl含量過高。要防止介質中的氯化鈉NaCl含量過高，需要注意以下幾點：1、 每天對介質中的氯化鈉NaCl含量進行測定，掌握含量變化，及時做出調整。2、 對硬化池的介質根據(jù)日產(chǎn)量，安排定期清砂，補充清潔水和氯化銨NH4C1、氯化鋁A1C13，調配溶液中的有效物質含量。3、 對脫蠟池的介質根據(jù)日產(chǎn)量，安排定期徹底清洗，重新配置脫蠟介質。【參考文獻】1、 《實用