CN114354011A - 钛合金真空离心铸造中在线测温方法、装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钛合金真空离心铸造中在线测温方法、装置及安装方法，属于铸造领域，将独立完整的测温装置整体设置在钛合金离心熔炼浇注炉内腔的高速离心浇注转台上，对独立完整的测温装置进行隔热处理，测温装置中的温度传感器设置在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，测温装置在高速离心浇注转台上完成测温、测温数据的存储，在整个钛合金真空离心铸造过程中，独立完整的测温装置整体一直处于钛合金离心熔炼浇注炉内腔，全程与钛合金离心熔炼浇注炉外隔绝。本发明还提供了测量装置和测量装置的安装使用方法。本发明的测量方法新颖，结构简单，运行稳定，数据采集方便，具有广泛的操作适应性，具有极大的应用价值。

Description

钛合金真空离心铸造中在线测温方法、装置及安装方法

技术领域

本发明属于离心铸造温度测量领域，更具体地，涉及一种钛合金真空离心铸造中在线测温方法、装置及安装方法。

背景技术

真空离心铸造是制造高质量铸件的一种重要铸造方式。在铸造过程中，金属液流体的温度是影响铸件质量的重要因素之一。较高的铸造温度会使金属液相中悬浮晶粒尺寸减小，从而降低形成初晶化合物的倾向，同时可以改善排气、补缩条件，使得铸件的致密度得到提高。较低的铸造温度，金属熔体的黏度增加，补缩条件变坏，疏松、氧化膜缺陷增多。在一定范围内提高铸造温度，合金的热脆性增加，裂纹倾向变大。随着铸造温度的提高，铸件在熔体静压力作用下易形成拉痕、拉裂、偏析物浮出等缺陷，但形成冷隔倾向降低。因此，离心铸造过程中，金属液体的温度确实极为重要，深入研究离心铸造过程中金属液的温度检测方法也相应显得尤为重要。

钛合金真空离心铸造过程在真空封闭的不透明环境中进行，目前的设备或采用220V电源对测温设备供电，或体积较大、安装不便，或无法在真空高温的钛合金离心铸造过程中正常运行，均难以满足钛合金真空离心铸造浇注过程的在线测温要求。

因此，需要开发出一种新型的能在钛合金真空离心铸造浇注过程中进行在线测温的方法或者装置。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供钛合金真空离心铸造中在线测温方法、装置及安装方法，通过在真空的钛合金离心熔炼浇注炉的内腔设置独立小巧的测量装置，实现实时在线测温，其结构简单，运行稳定，数据采集方便，具有广泛的操作适应性，有利于提高钛合金离心铸造铸件的质量，具有极大的应用价值。

为实现上述目的，本发明提供了一种钛合金真空离心铸造中在线测温方法，将独立完整的测温装置整体设置在钛合金离心熔炼浇注炉内腔的高速离心浇注转台上，对独立完整的测温装置进行隔热处理，独立完整的测温装置中的温度传感器设置在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，独立完整的测温装置在高速离心浇注转台上完成测温、测温数据的存储，在整个钛合金真空离心铸造过程中，独立完整的测温装置整体一直处于钛合金离心熔炼浇注炉内腔，全程与钛合金离心熔炼浇注炉外隔绝。

按照本发明的第二个方面，还提供一种实现如上所述钛合金真空离心铸造中在线测温方法的装置，其包括在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳，在线测量组件包括温度采集仪，外壳包套在在线测量组件上，外壳采用隔热材料制备，温度采集仪内设置有独立的电源模块，用于给温度采集仪供电，连接线连接温度传感器和温度采集仪，用于将温度传感器感测的钛合金温度或者钛合金离心铸造模壳的温度数据传递为温度采集仪。

进一步的，连接线一端为温度传感器，温度传感器具有多个，每个温度传感器对应一根连接线，连接线的另一端为插头，在线测量组件包括排插，排插通过导线连接温度采集仪，连接线的插头能插接至排插，实现温度传感器和温度采集仪之间的连接。

进一步的，工作时，采用隔热保温材料将在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳全部包套住，以隔绝钛合金离心铸造模壳的热辐射以及钛合金金属液的飞溅。

进一步的，其还包括安装挡板，安装挡板具有连接为一体的底板和竖板，底板用于固定在高速离心浇注转台上，竖板用于安装在线测量组件。

进一步的，温度采集仪内设置有电池槽，电源槽用于安装电池，以给温度采集仪供电。

按照本发明的第三个方面，还提供了如上所述装置的安装方法，

首先，将温度采集仪通过导线与排插相连，形成在线测量组件，

接着，将在线测量组件安装进隔热材质制备的外壳内，

然后，将安装挡板的底板固定在高速离心浇注转台上，将外壳固定至安装挡板的竖板上，

再次，将连接线具有温度传感器的一端设置在在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，将插座插接在排插上，

最后，采用隔热保温材料将在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳全部包套住。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

从方法层面上，从设计构思上，将整个温度测量装置设置在钛合金离心熔炼浇注炉内腔的高速离心浇注转台上，全程与外界隔离，独立完整的测温装置在高速离心浇注转台上完成测温、测温数据的存储，这一方法克服了传统测量装置无法集成在高速离心浇注转台的问题，保证的测量的实时在线。

从装置层面上，测量装置包括在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳，所述温度采集仪用于对接收到的所述温度数据进行统计及处理，并显示出所述充型流体的温度分布及随时间的变化曲线，便于使用者直观地查看及研究。外壳使用保温隔热材料，能够在真空高温的环境下保证自身的工作稳定性，由此提高了所采集温度数据的连续性及准确性。采用排插与连接线插头的方式将接收到的所述温度数据传输给所述温度采集仪。此外，采用多个多类型温度传感器在不影响流体流动的情况下、实时测量钛合金真空离心铸造浇注过程中流体的温度，并结合多通道在线测温方式来获得高速旋转条件下的充型流体的温度分布。本发明装置所述多通道在线测温装置结构简单，运行稳定，数据采集方便，具有广泛的操作适应性，为实际铸造过程中熔体在铸型型腔中温度变化规律的研究及分析提供了有力的数据支持，有利于提高钛合金离心铸造铸件的质量，具有极大的应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的测量装置安装在钛合金离心熔炼浇注炉内腔的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的测量装置的在线测量组件和外壳的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种钛合金真空离心铸造中在线测温方法，将独立完整的测温装置整体设置在钛合金离心熔炼浇注炉内腔6的高速离心浇注转台4上，对独立完整的测温装置进行隔热处理，独立完整的测温装置中的温度传感器设置在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，独立完整的测温装置在高速离心浇注转台上完成测温、测温数据的存储，在整个钛合金真空离心铸造过程中，独立完整的测温装置整体一直处于钛合金离心熔炼浇注炉内腔，全程与钛合金离心熔炼浇注炉外隔绝。

该测温方法的核心思想是，设置一套独立完整的测温装置放置在钛合金离心熔炼浇注炉内腔，该独立完整的测温装置在整个铸造工作过程中均处于离心熔炼浇注炉内腔，完全与外界隔离，其随高速离心浇注转台旋转，测量的温度数据存储在自身内，等浇注完成后，开启钛合金离心熔炼浇注炉，获取测量数据，能获知全流程的浇注过程数据。

图1是本发明实施例提供的测量装置安装在钛合金离心熔炼浇注炉内腔的结构示意图，图2是本发明实施例提供的测量装置的在线测量组件和外壳的结构示意图，结合两图可知，本发明的在线测温装置包括在线测量组件1、连接线3、温度传感器、外壳7和安装挡板2，在线测量组件1包括温度采集仪9，外壳7包套在在线测量组件1上，外壳7采用隔热材料制备，温度采集仪9内设置有独立的电源模块，用于给温度采集仪供电，连接线连接温度传感器和温度采集仪9，用于将温度传感器感测的钛合金温度或者钛合金离心铸造模壳的温度数据传递为温度采集仪。连接线一端为温度传感器，温度传感器具有多个，每个温度传感器对应一根连接线，连接线的另一端为插头，在线测量组件包括排插8，排插8通过导线连接温度采集仪，连接线的插头能插接至排插，实现温度传感器和温度采集仪之间的连接。安装挡板2具有连接为一体的底板和竖板，底板用于固定在高速离心浇注转台4上，竖板用于安装在线测量组件。

工作时，采用隔热保温材料将在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳全部包套住，以隔绝钛合金离心铸造模壳的热辐射以及钛合金金属液的飞溅。

在本发明的一个实施例中，温度采集仪内设置有电池槽，电源槽用于安装电池，以给温度采集仪供电。独立电源能够避免外接电源电磁干扰所带来的测量噪声，同时减小了所述多通道在线测温系统的体积，有利于该系统在离心铸造旋转平台上的安装。温度传感器用于实时测量充型金属流体在填充模具时的温度，并将测量到的温度数据传输给温度采集仪。连接线用于连接排插与温度传感器，并在两者之间传输数据，将温度传感器测量到的温度数据通过连接线传输到温度采集仪中。温度采集仪用于统计、处理在钛合金真空离心铸造浇注过程中采集到的钛合金金属液温度数据，还能显示出所述充型流体的温度分布及随时间的变化曲线，便于使用者直观地查看及研究。隔热保温材料用于隔绝多通道在线温度采集系统外部的高温环境，使得测量装置可以在真空高温环境中以适宜的温度正常工作。高速离心浇注转台4属于钛合金真空离心铸造过程中的必要生产部件，外部的钛合金离心熔炼浇注炉内腔为钛合金真空离心铸造的必要环境。

本发明又一个实施例中，温度传感器包括多个，多个温度传感器连接于排插上，温度传感器的温度测量端置于钛合金离心铸造模壳中或者外壁上需要测量温度的位置，用于实时测量钛合金流体在浇注过程中的多处温度。温度传感器比如包括10个，对应产生10个测温通道，所述温度传感器也可以使用多种类型。

温度传感器连接于排插上，温度测量端固定于钛合金离心铸造模壳中需要测量温度的位置，以避免在离心旋转过程中测量位置的意外变化，其可测量温度范围为-200℃～2000℃。多通道在线测温装置的温度采集仪可以自动离线存储测温数据，可采用机内存储与外插SD卡存储两种方式。

本发明的用于钛合金真空离心铸造浇注过程的多通道在线测温方法，其采用多通道在线温度测量方式，实现了在真空高温的环境下对钛合金离心铸造浇筑过程温度的数据采集，并结合温度采集仪可获得高速旋转条件下的充型流体温度的分布数据。此外，多通道在线测温方法的结构简单，运行稳定，数据采集方便，具有广泛的操作适应性，为实际铸造过程中钛合金流体在铸型腔中的温度变化规律的研究提供了有力的数据支持。

本发明还提供了如上所述装置的安装方法，主要包括如下步骤：

首先，将温度采集仪通过导线与排插相连，形成在线测量组件，

接着，将在线测量组件安装进隔热材质制备的外壳内，

然后，将安装挡板的底板固定在高速离心浇注转台上，将外壳固定至安装挡板的竖板上，

再次，将连接线具有温度传感器的一端设置在在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，将插座插接在排插上，

最后，采用隔热保温材料将在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳全部包套住。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钛合金真空离心铸造中在线测温方法，其特征在于，将独立完整的测温装置整体设置在钛合金离心熔炼浇注炉内腔的高速离心浇注转台上，对独立完整的测温装置进行隔热处理，独立完整的测温装置中的温度传感器设置在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，独立完整的测温装置在高速离心浇注转台上完成测温、测温数据的存储，在整个钛合金真空离心铸造过程中，独立完整的测温装置整体一直处于钛合金离心熔炼浇注炉内腔，全程与钛合金离心熔炼浇注炉外隔绝。

2.实现如权利要求1所述钛合金真空离心铸造中在线测温方法的装置，其特征在于，其包括在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳，在线测量组件包括温度采集仪，外壳包套在在线测量组件上，外壳采用隔热材料制备，温度采集仪内设置有独立的电源模块，用于给温度采集仪供电，连接线连接温度传感器和温度采集仪，用于将温度传感器感测的钛合金温度或者钛合金离心铸造模壳的温度数据传递为温度采集仪。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，连接线一端为温度传感器，温度传感器具有多个，每个温度传感器对应一根连接线，连接线的另一端为插头，在线测量组件包括排插，排插通过导线连接温度采集仪，连接线的插头能插接至排插，实现温度传感器和温度采集仪之间的连接。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，工作时，采用隔热保温材料将在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳全部包套住，以隔绝钛合金离心铸造模壳的热辐射以及钛合金金属液的飞溅。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，其还包括安装挡板，安装挡板具有连接为一体的底板和竖板，底板用于固定在高速离心浇注转台上，竖板用于安装在线测量组件。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，温度采集仪内设置有电池槽，电源槽用于安装电池，以给温度采集仪供电。

7.如权利要求4-5任一所述装置的安装方法，其特征在于，

首先，将温度采集仪通过导线与排插相连，形成在线测量组件，

接着，将在线测量组件安装进隔热材质制备的外壳内，

然后，将安装挡板的底板固定在高速离心浇注转台上，将外壳固定至安装挡板的竖板上，

再次，将连接线具有温度传感器的一端设置在在钛合金离心铸造模壳内或者钛合金离心铸造模壳外壁处，将插座插接在排插上，

最后，采用隔热保温材料将在线测量组件、连接线、温度传感器和外壳全部包套住。

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