CN109001070A - 一种型砂高温热冲击测试设备和方法 - Google Patents

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钟飞升
李家波
常成
张雅丹
邓宇辉
张宇晖
冀运东
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    • G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes

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Abstract

本发明公开了一种型砂高温热冲击测试设备和方法，属于铸造实验技术领域。该设备包括火焰喷枪、载物台和采集装置；其中：所述火焰喷枪设于载物台上方，载物台上放置型砂试块，火焰喷枪产生的火焰对型砂试块进行加热；所述型砂试块与采集装置相连接，型砂试块在加热条件下的开裂时间由采集装置记录。通过采用高温对型砂试块某个区域进行加热，检测型砂在高温作用的开裂时间和其他性能变化。解决了检测型砂开裂时间无法检测的问题，为解决铸造中的毛刺、飞边缺陷提供了数据支持。

Description

一种型砂高温热冲击测试设备和方法
技术领域
本发明涉及铸造实验技术领域，具体涉及一种型砂高温热冲击测试设备和方法。
背景技术
在铸造中需要检测不同型砂的性能，了解不同型砂的性能，用于指导生产，飞翅、脉纹是树脂砂型(芯)铸件最主要的缺陷之一。这类缺陷是因铸型表层在加热过程中形成热应力而导致铸型产生裂纹引起的，它与树脂砂在高温下的开裂倾向大小密切相关。目前铸造领域中还没有一个方法能表征树脂砂在高温下的开裂倾向，行业内常用的方法是在实际生产条件下进行浇铸实验，直接掌握不同实验条件下产生缺陷的可能性，并了解控制因素的变化和缺陷因素的相关关系。也有铸造工作者通过检测常温强度来表征树脂砂的开裂性能。但这两种方法一方面实验比较困难，影响因素较多，难以得到准确的结果。另一方面具通过常温强度不能代表高温的开裂性，具有一定的局限性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种型砂高温热冲击测试设备和方法，用于检测型砂在高温热作用下的开裂时间等。
本发明所采用的技术方案如下：
一种型砂高温热冲击测试设备，该设备包括火焰喷枪、载物台和采集装置；其中：所述火焰喷枪设于载物台上方，载物台上放置型砂试块，火焰喷枪产生的火焰对型砂试块进行加热；所述型砂试块与采集装置相连接，型砂试块在加热条件下的开裂时间由采集装置记录。
所述火焰喷枪通过管道连接储气罐，管道上设有流量调节器，通过流量调节器调节管道内气体流量，进而调节火焰温度。
该设备还设有机箱，所述载物台放置于机箱上表面上，采集装置放置于机箱内。
所述机箱上表面还设有支撑杆，支撑杆的顶端设有挡火板，挡火板能够以支撑杆为轴进行转动；当需要放置型砂试块时，转动挡火板使之位于载物台正上方，试块放置完毕后则将挡火板移离载物台的正上方；所述挡火板为耐高温陶瓷(如氧化铝陶瓷板、碳化硅陶瓷板)。
所述采集装置包括计时器，计时器通过两根导线与型砂试块相连接。
所述计时器与型砂试块的具体连接方式为：计时器上分别连接两根导线，两根导线固定在型砂试样上，导线末端带有触点。
所述导线为直径0.1-0.5mm的铜导线，测试前，通过固定夹将两根导线固定在型砂试块的边缘处(通过固定夹等，保证固定点稳固)并保证两根导线的触点相接触，两根导线相连则计时器开始计时；试块开裂时，两根导线的触点分离，计时器结束计时。
利用所述设备进行的型砂高温热冲击测试方法，是用高温热源对型砂试块上的某个区域进行加热，加热温度800-1600℃；并通过采集装置检测型砂在高温作用下的开裂时间和其他性能变化；所述高温热源为燃气火焰。
所述型砂试块为树脂砂或无机粘接剂砂；所述型砂试块为薄板状结构，厚度为3-10mm。
本发明的有益效果如下：
本发明用高温热源对型砂试块某个区域进行加热，检测型砂在高温作用的开裂时间和其他性能变化。解决了检测型砂开裂时间无法检测的问题，为解决铸造中的毛刺、飞边缺陷提供了数据支持。
附图说明
图1为本发明方法的原理示意图。
图2为本发明设备结构示意图。
图3为本发明设备中导线与型砂试块的连接方式示意图。
图中：1-火焰喷枪；2-型砂试块；3-采集装置；4-流量调节器；5-储气罐；6-挡火板；7-载物台；8-计时器；9-机箱；101-导线；11-固定夹；12-触点。
具体实施方式
下面结合附图详述本发明。
本发明是用高温热源对型砂试块某个区域进行加热，加热温度800-1600℃；并通过采集装置检测型砂在高温作用下的开裂时间和其他性能变化；所述型砂试块为树脂砂或无机粘接剂砂；所述型砂试块为薄板状结构，厚度为3-10mm。其测试原理如图1所示。
测试所用设备如图2所示，该设备包括火焰喷枪、载物台和采集装置；火焰喷枪产生的火焰即为高温热源，所述火焰喷枪设于载物台上方，载物台上放置型砂试块，火焰喷枪产生的火焰对型砂试块进行加热；所述火焰喷枪通过管道连接储气罐，管道上设有流量调节器，通过流量调节器调节管道内气体流量，进而调节火焰温度。
该设备还设有机箱，载物台放置于机箱上表面上，采集装置放置于机箱内。机箱上表面设有支撑杆，支撑杆的顶端设有挡火板，挡火板能够以支撑杆为轴进行转动；当需要放置型砂试块时，转动挡火板使之位于载物台正上方，放置完毕后则将挡火板移离载物台的正上方；所述挡火板为氧化铝陶瓷板或碳化硅陶瓷板。
所述型砂试块与采集装置相连接，型砂试块在加热条件下的开裂时间由采集装置记录。所述采集装置包括计时器，计时器通过两根导线与型砂试块相连接。本实施例中计时器为市售产品，当外接的两根导线连接时，开始计时；两根导线分开时，计时停止；该市售计时器为奥托尼克斯公司生产，型号为：CT6S-I2T。
如图3所示，所述计时器与型砂试块的具体连接方式为：计时器上分别连接两根导线，两根导线固定在型砂试样上，导线末端带有触点。
所述导线为直径0.1-0.5mm的铜导线，测试前，通过固定夹将两根导线固定在型砂试块的边缘处(通过固定夹等，保证固定点稳固)并保证两根导线的触点相接触，两根导线相连则计时器开始计时；试块开裂时，两根导线的触点分离，计时器结束计时，由此获得型砂试块开裂的时间。
所述采集装置还包括与型砂试块相连接的测温计，用于监测型砂的温度。
测试时先将火焰喷枪点燃，移开挡火板，让火焰直接喷烧到载物台上，通过流量调节器调节燃气流量，使火焰温度达到实验所需的温度。保持流量，将挡火板挡住火焰，将试样放在载物台上，移开挡火板，启动计时器开始实验，直至试样开裂，记录试样的开裂时间。

Claims (9)

1.一种型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：该设备包括火焰喷枪、载物台和采集装置；其中：所述火焰喷枪设于载物台上方，载物台上放置型砂试块，火焰喷枪产生的火焰对型砂试块进行加热；所述型砂试块与采集装置相连接，型砂试块在加热条件下的开裂时间由采集装置记录。
2.根据权利要求1所述的型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：所述火焰喷枪通过管道连接储气罐，管道上设有流量调节器，通过流量调节器调节管道内气体流量，进而调节火焰温度。
3.根据权利要求1所述的型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：该设备还设有机箱，所述载物台放置于机箱上表面上，采集装置放置于机箱内。
4.根据权利要求3所述的型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：所述机箱上表面还设有支撑杆，支撑杆的顶端设有挡火板，挡火板能够以支撑杆为轴进行转动；当需要放置型砂试块时，转动挡火板使之位于载物台正上方，试块放置完毕后则将挡火板移离载物台的正上方；所述挡火板为耐高温陶瓷。
5.根据权利要求1所述的型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：所述采集装置包括计时器，计时器通过两根导线与型砂试块相连接。
6.根据权利要求5所述的型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：所述计时器与型砂试块的具体连接方式为：计时器上分别连接两根导线，两根导线固定在型砂试样上，导线末端带有触点。
7.根据权利要求6所述的型砂高温热冲击测试设备，其特征在于：所述导线为直径0.1-0.5mm的铜导线，测试前，通过固定夹将两根导线固定在型砂试块的边缘处，并保证两根导线的触点相接触，两根导线相连则计时器开始计时；试块开裂时，两根导线的触点分离，计时器结束计时。
8.一种利用权利要求1-7任一所述设备进行的型砂高温热冲击测试方法，其特征在于：该方法是用高温热源对型砂试块上的某个区域进行加热，加热温度800-1600℃；并通过采集装置检测型砂在高温作用下的开裂时间；所述高温热源为燃气火焰。
9.根据权利要求8所述的型砂高温热冲击测试方法，其特征在于：所述型砂试块为树脂砂或无机粘接剂砂；所述型砂试块为薄板状结构，厚度为3-10mm。
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