CN107870227B - 一种人造砂显气孔率检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人造砂显气孔率检测方法及装置，包括带塞盖量筒，以及能使量筒能处于真空环境中的真空室，真空室外设置有量液管，量液管连通有量液管路，量液管路进入真空室内腔并延伸到量筒上端；量液管路连通有空气过滤器；真空室还设置有排空阀，构成一套能使试样在大气压环境下和低压环境下分别吸水的测量装置，并配合设计了检测方法。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，设计简洁合理，能有效准确地对人造砂显气孔率进行检测，进而能为更加全面评价人造砂铸造工艺性能提供了一种客观可行的技术方法和手段，同时也可用于其他颗粒物料显气孔率的检测。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造及自动化学科下的铸造技术领域，尤其涉及一种人造砂显气孔率检测方法及装置。
背景技术
砂型铸造是铸造生产的主要工艺方法，由砂型铸造工艺生产的铸件占铸件总产量的80%以上。砂子是砂型铸造中形成铸型和芯子的骨料，是重要的砂型铸造用造型材料，它的物理和化学性能决定了其铸造工艺性能，影响着铸件的质量。铸造行业砂型铸造所用的原砂主要是石英砂，但由于其热膨胀性大，在金属氧化物作用下热化学稳定性差，铸件易产生粘砂、脉纹、表面粗糙等铸造缺陷，因此，石英砂不是理想的铸造用造型材料。为了满足生产高端铸件的要求，在铸造生产过程中有时不得不采用锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂等特种砂来代替石英砂进行造型或制芯。特种砂资源短缺，价格昂贵，难以大量采用，并且锆砂存在放射性安全隐患，铬铁矿砂、镁橄榄石砂存在粒形不好，破碎率高等问题。为了破解铸造砂给铸造生产带来的难题，人造铸造砂应运而生。随着人造砂的大量应用，铸造工作者发现人造砂的显气孔率影响其铸造工艺性能，开发一种人造砂显气孔率检测方法及装置，以便检测人造砂的显气孔率，正确评价人造砂显气孔率对铸造砂铸造工艺性能的影响，具有重要的工程应用价值。
发明内容
本发明是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种设计简洁合理，能有效准确地对人造砂显气孔率进行检测，进而能为更加全面评价人造砂铸造工艺性能提供了一种客观可行的技术方法和手段，同时也可用于其他颗粒物料显气孔率检测的一种人造砂显气孔率检测方法及装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种人造砂显气孔率检测装置，包括量筒，所述量筒为100ml的带塞盖量筒；还包括使所述量筒能处于真空环境中的真空室，所述真空室连通有真空抽取系统，所述真空室与所述真空抽取系统之间设置有截止阀；所述真空室外侧上端设置有量液管支架，所述量液管支架设置有量液管，所述量液管连通有量液管路，所述量液管路进入所述真空室内腔并延伸到所述量筒上端；所述量液管路设置有三通接头，所述三通接头的一端连通所述量液管，所述三通接头与所述量液管之间设置有液控阀；所述三通接头另一端连通有空气过滤器，所述三通接头与所述空气过滤器之间设置有进气阀；所述三通接头的剩余一端连通所述量液管路延伸至所述量筒上端的一段；所述真空室设置有用于所述量筒出入的真空室门；所述真空室还设置有排空阀。
一种基于权利要求1所述的人造砂显气孔率检测装置的人造砂显气孔率检测方法，包括以下步骤：
步骤1：按GB/T2684-2009的要求选取样品，由样品中选取试样采用“四分法”或分样器并测试人造砂的泥分含量；
步骤2.1：将测试过含泥量并在105℃～110℃烘干至恒重的50±0.001g待测铸造砂试样放入所述量筒中，注入40ml蒸馏水，用细玻璃棒垂直插动砂子，排除砂层中存在的气体，插动时间不少于30s,从量筒壁四周观察，砂层中看不到气泡后，停止插动；
步骤2.2：在液体内洗掉粘在玻璃棒上的砂子，滴净玻璃棒上的水滴，从量筒中取出玻璃棒，盖上量筒塞盖静置30min；
步骤2.3：用滴定管向量筒内注入蒸馏水至便于观察的某一量筒刻度V1，滴定蒸馏水的量记为V2；
步骤3：倒掉量筒中砂子表面的清水，砂子和余水置于φ100mm左右玻璃漏斗中的定性滤纸上过滤，待余水滤净，将砂样以及滤纸移入玻璃皿中，在105℃～110℃烘干至恒重，称量其质量；
步骤4.1：将前述称取的砂样倒入所述量筒中；
步骤4.2：关闭所述液控阀，向所述量液管内注入不少于50ml的蒸馏水；
步骤4.3：打开所述真空室门，关闭所述排空阀和进气阀，将装入试样的所述量筒放入所述真空室内；
步骤4.4：关闭所述真空室门并锁紧，打开所述截止阀，启动所述真空抽取系统，测试装置开始工作，待所述真空室内压力低于2.0kPa时开始计时15min,到达15min后缓慢开启所述液控阀，观察所述量液管上的刻度值, 向量筒内注入40ml蒸馏水；
步骤4.5：关闭所述液控阀，缓慢打开所述进气阀将所述量液管路中的蒸馏水吹扫干净；
步骤4.6：关闭所述进气阀，然后关闭所述截止阀，打开所述排空阀，待所述真空室内压力升高至大气压力，打开所述真空室门，取出所述量筒，用细玻璃棒垂直插动砂子，插动30s后,在液体内洗掉粘在玻璃棒上的砂子，滴净玻璃棒上的水滴，从所述量筒中取出玻璃棒，盖上量筒塞盖，静置30min；
步骤5：到达静置时间后，打开量筒塞盖，用滴定管向所述量筒内加入蒸馏水至所述量筒的V1刻度处，将滴定加入所述量筒中蒸馏水的量记为V3，用下式：
计算人造砂的显气孔率X。
其中，所述步骤3中，称量试样质量后，如砂样不足49.5g，则视为试验无效，需重新进行试验，如试样大于49.5g，则用和试样相同的砂子补足至50±0.001g继续试验。
所述步骤4.6中，关闭进气阀8后，如继续进行试验，只关闭截止阀12；如不继续试验，则关闭截止阀12的同时关闭真空抽取系统11。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，设计简洁合理，能有效准确地对人造砂显气孔率进行检测，进而能为更加全面评价人造砂铸造工艺性能提供了一种客观可行的技术方法和手段，同时也可用于其他颗粒物料显气孔率的检测。
附图说明
图1为本发明的人造砂显气孔率测试装置的结构示意图；
图中，1—量筒；2—真空室门；3—真空室；4—排空阀；5—量液管支架；6—量液管；7—液控阀；8—进气阀；9—空气过滤器；10—量液管路；11—真空抽取系统；12—截止阀。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1所示，本实施例提供了一种人造砂显气孔率检测装置，包括量筒1，量筒1为100ml的带塞盖量筒；还包括使量筒1能处于真空环境中的真空室3，真空室3连通有真空抽取系统11，真空室3与真空抽取系统11之间设置有截止阀12；真空室3外侧上端设置有量液管支架5，量液管支架5上设置有量液管6，量液管6连通有量液管路10，量液管路10进入真空室3内腔并延伸到量筒1上端；量液管路10设置有三通接头，三通接头的一端连通量液管6，三通接头与量液管6之间设置有液控阀7；三通接头另一端连通有空气过滤器9，三通接头与空气过滤器9之间设置有进气阀8；三通接头的剩余一端连通量液管路10延伸至量筒1上端的一段；真空室3设置有用于量筒1出入的真空室门2；真空室3还设置有排空阀4。
一种基于权利要求1的人造砂显气孔率检测装置的人造砂显气孔率检测方法，包括以下步骤：
步骤1：按GB/T2684-2009的要求选取样品，由样品中选取试样采用“四分法”或分样器并测试人造砂的泥分含量；
步骤2.1：将测试过含泥量并在105℃～110℃烘干至恒重的50±0.001g待测铸造砂试样放入所述量筒中，注入40ml蒸馏水，用细玻璃棒垂直插动砂子，排除砂层中存在的气体，插动时间不少于30s,从量筒壁四周观察，砂层中看不到气泡后，停止插动；
步骤2.2：在液体内洗掉粘在玻璃棒上的砂子，滴净玻璃棒上的水滴，从量筒中取出玻璃棒，盖上量筒塞盖静置30min；
步骤2.3：用滴定管向量筒内注入蒸馏水至便于观察的某一量筒刻度V1，滴定蒸馏水的量记为V2；
步骤3：倒掉量筒中砂子表面的清水，砂子和余水置于φ100mm左右玻璃漏斗中的定性滤纸上过滤，待余水滤净，将砂样以及滤纸移入玻璃皿中，在105℃～110℃烘干至恒重，称量其质量；
步骤4.1：将前述称取的砂样倒入所述量筒中；
步骤4.2：关闭所述液控阀，向所述量液管内注入不少于50ml的蒸馏水；
步骤4.3：打开所述真空室门，关闭所述排空阀和进气阀，将装入试样的所述量筒放入所述真空室内；
步骤4.4：关闭所述真空室门并锁紧，打开所述截止阀，启动所述真空抽取系统，测试装置开始工作，待所述真空室内压力低于2.0kPa时开始计时15min,到达15min后缓慢开启所述液控阀，观察所述量液管上的刻度值, 向量筒内注入40ml蒸馏水；
步骤4.5：关闭所述液控阀，缓慢打开所述进气阀将所述量液管路中的蒸馏水吹扫干净；
步骤4.6：关闭所述进气阀，然后关闭所述截止阀，打开所述排空阀，待所述真空室内压力升高至大气压力，打开所述真空室门，取出所述量筒，用细玻璃棒垂直插动砂子，插动30s后,在液体内洗掉粘在玻璃棒上的砂子，滴净玻璃棒上的水滴，从所述量筒中取出玻璃棒，盖上量筒塞盖，静置30min；
步骤5：到达静置时间后，打开量筒塞盖，用滴定管向所述量筒内加入蒸馏水至所述量筒的V1刻度处，将滴定加入所述量筒中蒸馏水的量记为V3，用下式：
计算人造砂的显气孔率X。
其中，步骤3中，称量试样质量后，如砂样不足49.5g，则视为试验无效，需重新进行试验，如试样大于49.5g，则用和试样相同的砂子补足至50±0.001g继续试验。
步骤4.6中，关闭进气阀8后，如继续进行试验，只关闭截止阀12；如不继续试验，则关闭截止阀12的同时关闭真空抽取系统11。
本发明未经描述的技术特征能够通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种人造砂显气孔率检测方法，其特征在于，所述检测方法采用的检测装置，包括量筒，所述量筒为100ml的带塞盖量筒；还包括使所述量筒能处于真空环境中的真空室，所述真空室连通有真空抽取系统，所述真空室与所述真空抽取系统之间设置有截止阀；所述真空室外侧上端设置有量液管支架，所述量液管支架设置有量液管，所述量液管连通有量液管路，所述量液管路进入所述真空室内腔并延伸到所述量筒上端；所述量液管路设置有三通接头，所述三通接头的一端连通所述量液管，所述三通接头与所述量液管之间设置有液控阀；所述三通接头另一端连通有空气过滤器，所述三通接头与所述空气过滤器之间设置有进气阀；所述三通接头的剩余一端连通所述量液管路延伸至所述量筒上端的一段；所述真空室设置有用于所述量筒出入的真空室门；所述真空室还设置有排空阀；其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按GB/T2684-2009的要求选取样品，采用“四分法”或分样器由样品中选取试样，并测试人造砂试样的泥分含量；
步骤2.1：将测试过含泥量的试样并在105℃～110℃烘干至恒重的50±0.001g，待测铸造砂试样放入所述量筒中，注入40ml蒸馏水，用细玻璃棒垂直插动砂子，排除砂层中存在的气体，插动时间不少于30s,从所述量筒壁四周观察，砂层中看不到气泡后，停止插动；
步骤2.2：在液体内洗掉粘在玻璃棒上的砂子，滴净玻璃棒上的水滴，从所述量筒中取出玻璃棒，盖上量筒塞盖静置30min；
步骤2.3：用滴定管向所述量筒内注入蒸馏水至便于观察的某一量筒刻度V1，滴定蒸馏水的量记为V2；
步骤3：倒掉所述量筒中砂子表面的清水，砂子和余水置于φ100mm左右玻璃漏斗中的定性滤纸上过滤，待余水滤净，将砂样以及滤纸移入玻璃皿中，在105℃～110℃烘干至恒重，称量其质量；
称量试样质量后，如砂样不足49.5g，则视为试验无效，需重新进行试验，如试样大于49.5g，则用和试样相同的砂子补足至50±0.001g继续进行试验；
步骤4.1：将前述称取的砂样倒入所述量筒中；
步骤4.2：关闭所述液控阀，向所述量液管内注入不少于50ml的蒸馏水；
步骤4.3：打开所述真空室门，关闭所述排空阀和进气阀，将装入试样的所述量筒放入所述真空室内；
步骤4.4：关闭所述真空室门并锁紧，打开所述截止阀，启动所述真空抽取系统，测试装置开始工作，待所述真空室内压力低于2.0kPa时开始计时15min,到达15min后缓慢开启所述液控阀，观察所述量液管上的刻度值, 向量筒内注入40ml蒸馏水；
步骤4.5：关闭所述液控阀，缓慢打开所述进气阀将所述量液管路中的蒸馏水吹扫干净；
步骤4.6：关闭所述进气阀，然后关闭所述截止阀，打开所述排空阀，待所述真空室内压力升高至大气压力，打开所述真空室门，取出所述量筒，用细玻璃棒垂直插动砂子，插动30s后,在液体内洗掉粘在玻璃棒上的砂子，滴净玻璃棒上的水滴，从所述量筒中取出玻璃棒，盖上量筒塞盖，静置30min；
步骤5：到达静置时间后，打开量筒塞盖，用滴定管向所述量筒内加入蒸馏水至所述量筒的V1刻度处，将滴定加入所述量筒中蒸馏水的量记为V3，用下式：
计算人造砂的显气孔率X。
2.根据权利要求1所述的人造砂显气孔率检测方法，其特征在于，所述步骤4.6中，关闭进气阀后，如继续进行试验，只关闭截止阀；如不继续试验，则关闭截止阀的同时关闭真空抽取系统。
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| 焦炭显气孔率测量过程参数的研究;吴小兵等;《钢铁研究学报》;20121031;第24卷(第10期);第59-62页 * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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