CN202330205U

CN202330205U - 一种合金金属热裂倾向测定装置

Info

Publication number: CN202330205U
Application number: CN2011204174042U
Authority: CN
Inventors: 米国发; 王有超; 胡玉昆; 历长云; 王海燕
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-10-27

Abstract

本实用新型涉及一种合金金属热裂倾向测定装置，其包括：热电偶，高度调节旋钮，热电偶支架，U形铁块，矩形铁板，矩形橡胶圈，矩形空心铁框，箱体，底座，直角支架，紧固螺栓，一个拉压传感器，中心有圆孔的正方形小铁块，螺纹接头，砂槽，两个长条形铁块，导线，电源，八通道记录仪，该传感器测量槽内的合金金属液凝固过程的应力变化并将其转变成电压信号，通过导线输出给八通道记录仪，热电偶测量砂槽附近的合金金属液的温度并将其转变为电信号，通过导线传送到八通道记录仪。本实用新型的合金金属热裂倾向测定装置的优点：结构简单、操作简便，方便实用，适用于测定合金金属的热裂倾向，为合金金属生产工艺的确定提供可靠地实验数据。

Description

一种合金金属热裂倾向测定装置

技术领域：

本实用新型涉及测量领域，具体而言涉及一种合金金属热裂倾向测定装置。

背景技术：

热裂是合金金属在高温时(有效结晶范围内)发生的一种现象，热裂的形状特征是：缝隙宽、形状曲折、缝隙内呈氧化色。热裂的出现常常导致铸件报废，是生产中常见的铸造缺陷之一。液态合金金属中固体晶体形成连续的骨架以后，便产生收缩。当收缩阻力大于连续骨架的强度时，将在骨架最脆弱的部位发生拉断，即为热裂。合金金属的有效结晶温度范围越大，其凝固期间的收缩度也越大，发生热裂的倾向也就越大。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种合金金属热裂倾向测定装置，其包括：

热电偶，高度调节旋钮，热电偶支架，U形铁块，矩形铁板，矩形橡胶圈，矩形空心铁框，箱体，底座，直角支架，紧固螺栓，一个拉压传感器，中心有圆孔的正方形小铁块，螺纹接头，砂槽，两个长条形铁块，导线，电源，八通道记录仪，其中：热电偶通过高度调节旋钮安置在热电偶支架上，U形铁块的两端和两个长条形铁块对接并安置在矩形铁板的上面，在该两个长条形铁块的中部各加工有砂槽，砂槽内装有砂子，砂子的端面与各自长条形铁块的内部端面齐平，矩形橡胶圈放置在矩形铁板和矩形空心铁框之间，矩形空心铁框的底端密封在箱体上，上端通过矩形橡胶圈和矩形铁板形成密封，底座与箱体连接并且底座上安装有直角支架，在该直角支架上通过紧固螺栓固定拉压传感器，该拉压传感器的一端穿过正方形小铁块的中心圆孔并旋入螺纹接头，该正方形小铁块的长度与两个长条形铁块内端面之间的距离相等并被放置在两个长条形铁块之间，由此U形铁块、正方形小铁块和两个长条形铁块围成一个槽，该拉压传感器通过螺纹接头测量槽内的合金金属液在冷却凝固过程中的应力变化并将其转变成电压信号，通过导线输出给八通道记录仪，电源给八通道记录仪供电，热电偶测量砂槽附近的合金金属液的温度并将其转变为电信号，通过导线传送到八通道记录仪。

还包括安装在箱体的底部的四个滚轮。

还包括：带有螺杆的手摇臂和滑板，该滑板安装在底座和直角支架之间，该滑板的一侧内有螺纹槽，手摇臂的螺杆旋入滑板的螺纹槽内。

还包括：在空腔下部的箱体端面有一个进水孔和一个出水孔，箱体的侧面有一个进水口和一个出水口，进水孔和出水孔通过箱体内部的管道分别连通至箱体侧面的进水口和出水口。

其中该拉压传感器包括：电磁铁芯，信号输出接头，两端有螺纹的圆形连接块，固定连接杆的螺帽，一端有内螺纹孔的连接圆杆，该连接圆杆的一端通过固定连接杆的螺帽与圆形连接块相连，该连接圆杆的另一端有内螺纹孔，螺纹接头旋入该内螺纹孔内，配合成一端有螺纹接头的连接杆，连接杆连接到电磁铁芯，该电磁铁芯上有信号输出接头，正方形小铁块的中心圆孔的直径与连接圆杆的直径相等，经安装后连接圆杆的端部穿过正方形小铁块的中心圆孔并伸出3-4mm以形成配合。

其中合金金属是铝合金金属，箱体采用任何坚固耐热材料制成。

其中矩形铁板比矩形橡胶圈和矩形空心铁框的长和宽分别多出20毫米，正方形小铁块的厚度为10mm。

本实用新型的合金金属热裂倾向测定装置的优点是：结构简单、操作简便，方便实用，可测量合金材料的范围广，适用于测定合金金属，尤其是铝合金的热裂倾向，为合金金属生产工艺的确定提供可靠地实验数据。

附图说明：

图1是本实用新型的测定装置的结构剖视图；

图2是本实用新型的测定装置的俯视图。

具体实施方式：

在图1中：1为热电偶；2为高度调节旋钮；3为热电偶支架；4为U形铁块；5为矩形铁板；6为矩形橡胶圈；7为矩形空心铁框；8为箱体；9为滚轮；10为导线；11为电源；12为八通道记录仪；13为带有螺杆的手摇臂；14为底座；15为滑板；16为直角支架；17为紧固螺栓；18为电磁铁芯；19为信号输出接头；20为两端有螺纹的圆形连接块；21为固定连接杆的螺帽；22为一端有内螺纹孔的连接圆杆；23为中心有圆孔的正方形小铁块；24为螺纹接头；25为砂槽；26为长条形铁块。

图1是本实用新型的测定装置的结构剖视图，图2是本实用新型的测定装置的俯视图。如图1和2所示，热电偶1通过高度调节旋钮2安置在热电偶支架3上，高度调节旋钮2可调节热电偶1的高度，U形铁块4的两端和两个长条形铁块26对接并安置在矩形铁板5的上面形成一个槽，该两个长条形铁块26的内壁之间的距离比U形铁块4的内径小5-7毫米，在两个长条形铁块26的中部各加工有砂槽25，这两个长条形铁块26是完全相同的，砂槽25内装有混合好的砂子，两个砂槽内砂子的端面与各自长条形铁块的内部端面齐平，如图2所示；矩形橡胶圈6放置在矩形铁板5和矩形空心铁框7之间，矩形空心铁框7的底端密封在箱体8上，上端通过矩形橡胶圈6和矩形铁板5形成密封，矩形橡胶圈6和矩形空心铁框7的尺寸相同，矩形铁板5比矩形橡胶圈6和矩形空心铁框7的长和宽分别多出20毫米，矩形橡胶圈6起密封的作用，这三部分形成一个密闭的空腔，在空腔下部的箱体8的上端面加工有一个进水孔和一个出水孔，这两个孔通过箱体8内部的管道连通至箱体8侧面的进水口和出水口。箱体8可以采用任何坚固耐热材料形成。冷却水通过进水口流经并灌注空腔，然后通过矩形铁板5对高熔点合金金属液进行冷却。如果是测定低熔点的合金金属的热裂倾向，则可不灌注冷却水进行冷却，而是直接通过矩形铁板5等进行自然散热冷却。此外，在箱体8底部安装有四个滚轮9，以便于该测定装置可自由移动。热电偶1的一端放置在两个砂槽25之间。底座14与箱体8连接，底座14的上部依次安装有滑板15和直角支架16，滑板15的一侧内有螺纹槽，带有螺杆的手摇臂13的螺杆旋入滑板15的螺纹槽。直角支架16上通过紧固螺栓17固定一个拉压传感器，该拉压传感器包括电磁铁芯18、信号输出接头19、两端有螺纹的圆形连接块20和固定连接杆的螺帽21以及一端有内螺纹孔的连接圆杆22，连接圆杆22的一端通过固定连接杆的螺帽21与连接块20相连，连接圆杆22的另一端有内螺纹孔，螺纹接头24旋入该内螺纹孔内，这样就配合成一端有螺纹接头的连接杆，连接杆连接到电磁铁芯，该电磁铁芯上有信号输出接头。正方形小铁块23的厚度为10mm，长度与两个长条形铁块26内端面之间的距离相等，正方形小铁块23中心圆孔的直径与连接圆杆22的直径相等，经安装后连接圆杆22的端部穿过正方形小铁块23的中心圆孔并伸出3-4mm以形成配合，这样正方形小铁块23不仅与U形铁块4和两个长条形铁块26形成一个盛接金属液的方形凹槽，而且起到了封挡合金金属液的作用。与正方形小铁块23形成配合后的连接圆杆22的端部旋入的螺纹接头24就保持在由U形铁块4、两个长条形铁块26以及配合有连接圆杆22的正方形小铁块23这四部分形成的槽内，槽内合金金属液冷却凝固过程中会与螺纹接头24形成螺纹连接，这样合金金属液在某些区域的热裂变化会通过螺纹接头24由拉压传感器测量出。八通道记录仪12由电源11供电。

下面将说明本实用新型的合金金属热裂倾向测定装置的工作过程：首先将液态合金金属液浇入由U形铁块4、两个长条形铁块26以及配合有连接圆杆22的正方形小铁块23围成的槽内。两个长条形铁块26的中部各自砂槽25内装满混合好的并与长条形铁块26内部端面齐平的砂子，位于两个砂槽25之间的热电偶1测量砂槽25附近区域的金属液的温度变化，进而监测该区域温度与热裂的变化关系。由于长条形铁块26、U形铁块4和砂槽25内的砂子这三部分对金属液的冷却效果和冷却速度不一样，U形铁块4和长条形铁块26接触的金属液的冷却速度要比与砂槽25内的砂子接触的金属液的冷却速度快，这样会使长方形槽内的金属液在一定区域产生不同程度的收缩，这导致与砂槽25的砂子接触的部位凝固金属产生热裂现象。

热裂倾向的细微变化可转变为方形槽内金属液内部应力的变化，通过金属液内部应力的变化来检测金属液凝固时是否在某些区域发生热裂。长方形槽内的金属液在冷却凝固过程中的应力变化通过螺纹接头24并经由连接杆22再传递到电磁铁芯18。电磁铁芯18受到接收到的应力变化的影响，产生电压信号并将该电压信号通过导线输出给八通到记录仪12。由于冷却速度不一样，在装有砂子的砂槽25附近的金属液容易产生热裂，热电偶1测量该砂槽25附近的合金金属液的温度并将其转变为电信号，通过导线传送到八通道记录仪12，用于了解热裂与温度之间的关系。

经过计算机软件分析后，绘制出时间与温度，拉压载荷与时间的关系曲线，分析合金热裂倾向的变化情况。此外，可以通过转动摇臂13来调节直角支架16的前后移动，进而调节正方形小铁块23在长方形槽内的移动距离，实现在长方形槽浇入合金金属液试样的长度的改变。

本实用新型的合金金属可以是铝合金等。

Claims

1.一种合金金属热裂倾向测定装置，其包括：

2.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其还包括安装在箱体的底部的四个滚轮，用于使该测定装置可自由移动。

3.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其还包括：带有螺杆的手摇臂和滑板，该滑板安装在底座和直角支架之间，该滑板的一侧内有螺纹槽，手摇臂的螺杆旋入滑板的螺纹槽内。

4.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其中在空腔下部的箱体端面有一个进水孔和一个出水孔，箱体的侧面有一个进水口和一个出水口，进水孔和出水孔通过箱体内部的管道分别连通至箱体侧面的进水口和出水口。

5.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其中该拉压传感器包括：电磁铁芯，信号输出接头，两端有螺纹的圆形连接块，固定连接杆的螺帽，一端有内螺纹孔的连接圆杆，该连接圆杆的一端通过固定连接杆的螺帽与圆形连接块相连，该连接圆杆的另一端有内螺纹孔，螺纹接头旋入该内螺纹孔内，配合成一端有螺纹接头的连接杆，连接杆连接到电磁铁芯，该电磁铁芯上有信号输出接头，正方形小铁块的中心圆孔的直径与连接圆杆的直径相等，经安装后连接圆杆的端部穿过正方形小铁块的中心圆孔并伸出3-4mm以形成配合。

6.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其中合金金属是铝合金金属。

7.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其中矩形铁板比矩形橡胶圈和矩形空心铁框的长和宽分别多出20毫米。

8.根据权利要求1的合金金属热裂倾向测定装置，其中正方形小铁块的厚度为10mm。