硬化和脱蜡介质中氯化钠NaCl含量的测定

硬化和脱蜡介质中氯化钠NaCl含量的测定伍涛，纽威工业材料开发区分厂【摘要】每天对硬化和脱蜡介质中的氯化钠NaCl含量进行测定，根据实测结果对介质中各物质含量进行调整，以确保工艺最佳效果，保证铸件质量。【关键词】硬化含量测定一、 测定理由：硬化介质中氯化钠NaCl含量过高，会影响硬化介质中氯化铵NH4C1或氯化铝A1C13的含量，而氯化铵NH4C1和氯化铝A1C13分别是表面硬化和加固硬化最主要的硬化反应物质，所以硬化介质中氯化钠NaCl含量会影响型壳硬化反应效果，从而影响铸件质量。经验表明：硬化介质中氯化钠NaCl含量不能超过8%。当氯化钠NaCl含量超过10%时，硬化速度几乎降低一半，极大影响了型壳的硬化质量。表面硬化池中的氯化铵NH4C1的溶解度和氯化钠NaCl的浓度之间的关系如表1所示。表中关系表明：溶液中氯化钠NaCl的含量会极大的影响有效硬化物质氯化铵NH4C1的溶解。表1：20C时氯化铵NH4C1的溶解度和氯化钠NaCl的浓度之间的关系条件NH4Cl20°C时的溶解度溶液中含NaCl0%37.5溶液中含NaCl5%34溶液中含NaCl7%31加固硬化池中的氯化铝A1C13是用波美计来测定浓度的。波美计是依据测定的比重来换算成浓度的，所以准确来说是测定的加固硬化池中溶液的浓度，溶质包括了氯化铝A1C13和氯化钠NaCl，所以氯化钠NaCl的含量直接影响氯化铝A1C13的浓度。脱蜡池中氯化钠NaCl含量过高，氯化钠NaCl溶液残留在脱蜡完成的型壳表面，随环境变化，溶液失水，最后会导致大量的氯化钠NaCl以晶体形式析出,影响型壳的焙烧和浇铸性能，从而影响铸件质量。所以，我们需要每天对硬化和脱蜡介质中的氯化钠NaCl含量进行测定。根据实测结果对介质中各物质含量进行调整，以确保工艺最佳效果，保证铸件质量。二、过程分析：图1：挂料车间工艺流程（化学反应）示意图蜡模表面 氯化铵NH4CI溶液硬化J\ 2NH4CI+Na2O.mSiO2.nH2O一mSiO2.(n-1)H2O+2NaCl+2NH3f+2^H2O加固 氯化铝AICI3溶液硬化 -> L 3(Na2O.mSiO2.nH2O)+2AlCl3一3mSiO2.(n-1)H2O+2AI(OH)3+6NaCI脱蜡 氯化铵NH4CI溶液硬化 1 2NH4Cl+Na2O.mSiO2.nH2O一mSiO2.(n-1)H2O+2NaCl+2NH3f+2[H2O型壳挂料车间工艺流程如图1所示。从这个过程中我们可以得到:1、 表面硬化池和脱蜡硬化池中的溶液，应该是溶质为氯化钠NaCl和氯化铉NH4C1的混合溶液。2、 加固硬化池中的溶液，应该是溶质为氯化钠NaCl和氯化铝A1C13的混合溶液。三、测定试验方案:从图1所示的化学方程式来看，呈弱酸性的氯化铵NH4C1和氯化铝A1C13都可以和钠碱发生化学反应生成氯化钠NaCl。氯化钠NaCl化学性质稳定，很难用化学方法对其进行测定。以下分别列举溶液中三种溶质的物理性质：氯化铵NH4C1性状：无色立方晶体或白色结晶。加热至100°C时开始显著挥发，337.8C时离解为氨和氯化氢，加热至350C升华，沸点520C。氯化钠NaC1性状：无色立方结晶或白色结晶。熔点801C。沸点1413C。氯化铝A1C13性状：白色颗粒或粉末，有强盐酸气味，工业品呈淡黄色，熔点190C（2.5大气压）。沸点182.7C，在177.8C升华，蒸气是缔合的双分子A12C16。从以上三种溶质的物理性质来看，氯化钠NaC1的物理性质依然十分稳定，熔点和沸点都比其它两种高出很多，所以可以用高温加热的方法来测定氯化钠NaC1的含量。四、测定方案论证：试验过程：1、 取氯化铵NH4C1、氯化钠NaC1、氯化铝A1C13各10克，加水搅拌成溶液，过滤去杂质，将混合溶液倒入坩埚中加热，直至无挥发。2、 取残留物质进行称重。3、 将残留物质加水配置成溶液，用氢氧化钠NaOH溶液滴定法配合酚猷酸碱指示剂来测试是否还含氯化铵NH4C1、氯化铝A1C13。试验结果：先有黄色烟雾产生，伴随刺激性气味，这是氯化铝A1C13的升华；然后有白色烟雾产生，伴随氨的气味，这是氯化铵NH4C1的分解、挥发和升华。最后残留物重量约为10克，“氢氧化钠NaOH溶液滴定法”显示溶液不含弱酸性的氯化铵NH4C1、氯化铝A1C13。试验小结：此硬化或脱蜡介质中氯化钠NaCl含量测定方案是合理的。五、总结:介质中氯化钠NaCl含量也可以根据一些现象来做定性的判断：1、表面硬化池底有不能溶解的氯化铵NH4C1，但是氯化铵NH4C1的浓度却和该温度下的理论饱和浓度相去甚远。这说明溶液中氯化钠NaCl含量过高，影响了氯化铵NH4C1含量的溶解。氯化铵NH4C1在不同温度下的溶解度见表2。表2：氯化铵NH4C1的溶解度温度/°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铝A1C13，但是波美计显示的比重不能达到要求。这说明溶液中氯化钠NaCl含量过高，影响了氯化铝A1C13含量的溶解。3、 型壳脱蜡完成后，短时间内就析出白色晶体。这说明有可能氯化钠NaCl含量过高。要防止介质中的氯化钠NaCl含量过高，需要注意以下几点：1、 每天对介质中的氯化钠NaCl含量进行测定，掌握含量变化，及时做出调整。2、 对硬化池的介质根据日产量，安排定期清砂，补充清洁水和氯化铵NH4C1、氯化铝A1C13，调配溶液中的有效物质含量。3、 对脱蜡池的介质根据日产量，安排定期彻底清洗，重新配置脱蜡介质。【参考文献】1、 《实用