CN88204038U - 同心三螺旋线合金流动性测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是用于测试铸造合金铸造流动性的装置。这种装置克服了单螺旋线测定装置因浇注工作条件等的变化而造成误差大，测试精度低和不易控制的缺点。本实用新型因采用专门设计外浇口浇注同一直浇口引入同一中心的三条等截面的螺旋线，从而实现了化学成分、浇注温度、铸型等工艺相同条件下测试合金流动性的目的。该实用新型结构紧凑、操作方便，具有较高的测试精度，适用各种铸造合金和各个部门的测试。
Description
本实用新型属于铸造测量技术。
在已有的铸造测量技术中，对铸造合金流动性的测定，国内外通用的是单螺旋线试样。它是由Saito和Hagaschj在1919年首先发明的。其优点是与生产条件相接近，测试结果有明确的定量指标，适用湿型或干型的各种合金，尺寸紧凑，使用方便。它的缺点是进行多次测试求平均值时重现性不好，因为每次测试的合金液体的温度、成分和铸型工艺条件等不可能做到都相同。
本实用新型的目的是测量铸造合金的流动性时实现了相同化学成分、相同浇注温度、相同铸型，相同浇注水头高度等工艺条件，并直接获得较高的测试精度和重现性。
达到上述目的基本构思是，在Saito和Hagaschj发明的单螺旋试样测定装置中，在浇口上设计一个专用外浇口模样，从而保证在稳定浇注压头下测试；在螺旋试样上设计成由同一浇口浇注同一中心的三条螺旋线，从而保证在同一铸型、化学成分、浇注温度等工艺条件下测试。这种结构上的解决方案能保证获得较高的测试精度和较好的重现性。
本实用新型的具体特征是：其中，专用外浇口模样为300×70×120～350×90×140毫米长方体，它由外浇口池、低坝、直浇道、高坝、溢流池和溢流道组成，高坝平面与直浇道上平面留有8～10毫米高度差作为稳定控制压头；同一浇口同心三螺旋模样为470×470×45～490×490×55毫米大平板，它由全压井、螺旋线组成。三条螺旋线从同一中心基圆顺时针（或逆时针）旋转展开，两两相差120°均布在螺旋基圆所在平面上。螺旋线螺距为29～31毫米。每条螺旋线截面为5／9×9～7／11×11毫米的等腰梯形，长度为1500～1520毫米，螺旋线上每隔49～51毫米有一个R1.4～R1.6毫米的小半凸圆台作为测量标距点。
图1是本实用新型测定装置结构简图：在该测定装置上部是由铝合金制作的外浇口模样，成阶梯状，在内部设置有外浇口池（1）、低坝（2）、直浇道（3）、高坝（4）、溢流池（5）和溢流道（6）；与外浇口模样直浇道（3）连接的是由铝合金制作的成倒圆锥型的直浇口模样（10）；在该测定装置下部是由铝合金制作的同心三螺旋模样，它由一个容积足够大的倒置圆锥台全压井（7）和用以度量流动性长度的螺旋线（8）、小半凸圆台（9）组成。
图2是本实用新型测定装置铸型合箱示意图：把装有锁紧定位销（14）的钢板焊制下砂箱（13）造好型放在下面，造好型的用钢板焊制的上砂箱（12）通过定位销与下砂箱合在一起，在其上为造好型的钢板焊制的外浇口砂箱（11）。
下面是本实用新型的具体实施例：
实施例1：
ZG1Cr18Ni9不锈钢流动性的测试。合金成分（Wt－％）：C008，Si1.07，Mn1.02，Cr17.92，Ni9.86；型砂配方（Wt－％）：锆砂（75／100）100，糊精0.03，膨润土0.3，水分2；型砂工艺性能：湿压强度（N／cm2）5.9，湿透气性70，水分1.5％；铸型表面硬度70；用钨铼5－钨铼20热偶配LZ3－304函数记录仪测温；在熔量500kg中频感应碱性电炉中熔化金属料。
测试操作过程：用同心三螺旋线试样模板依次造好下砂箱（13），上砂箱（12）；用外浇口模样造好外浇口砂箱（11）；修好铸型型腔；然后下箱在下，上箱通过定位销放在下箱上；随后把锁紧定位销（14）锁紧；把外浇口砂箱放在上砂箱上；按照合金成分配料并熔化；待金属液达到出炉温度，测温，准备浇注；用一定容量的浇包将金属液浇入外浇口池（1），使金属液通过低坝（2）进入直浇道（3）并通过直浇口进入同心三螺旋线型腔的全压井（7），从而保证液流充满平稳上升均匀浇入三条螺旋线（8）；在浇注过程中，要使金属液少量溢过高坝（4），进入溢流池（5）为最佳浇注状态；金属液充满铸型型腔后，冷却凝固一定时间后打箱、清理，测定螺旋长度。
造型工艺要求：试样采用湿型铸造，铸型为水平组合型；铸型最小吃砂量应大于20毫米；铸型腔表面光滑完整，标距点明显准确；铸型扎透气孔，但不得穿透型腔。
测试条件：测试过程中，铸型应保持水平状态，须避开磁场、振动等干拢因素的影响；测温后立即浇注，浇注要平稳无冲击；浇包容量要大于20kg；浇注后试样始终处于自然冷却状态；当试样产生缩孔、缩陷、夹渣、气孔、砂孔、浇不足等明显缺陷时，测试结果无效。
测试工艺参数：浇注波动压头△H为10毫米；出炉温度1540℃，浇注温度1500℃；30分钟后打箱；环境温度20℃。
测定方法：被测铸造合金在一定浇注温度，一定浇注压头等条件下浇注螺旋试样，冷却凝固一定时间之后打箱，以每次测试的三条螺旋线金属流动长度的算术平均值为测试结果。
测试数据见表1，误差分析见表2。为了说明问题，同时测试了该合金单螺旋线法的数据，单螺旋法的浇注温度为三次平均浇注温度（下同）。
表 1
| 种类 | 浇注温度℃ | 螺旋长度 mm | 平均长度amm | 最短与最长之差mm |
| 三螺旋 | 1500 | 610 580 570 | 587 | -40 |
| 单螺旋 | 1480 | 625 450 320 | 465 | -305 |
表 2
| 名 称 | 三螺旋 | 单螺旋 |
| 算术平均误差δ =Σ|di|/nmm | 15.67 | 106.67 |
| 绝对误差 a+δmm | 587±15.67 | 465±106.67 |
| 相对误差 δ/a×100% | 2.26% | 22.8% |
实施例2
HT20－40灰铸铁流动性的测试。合金成分（Wt－％）：CE3.78，P0.05，Mn0.85；型砂配方（Wt－％）：石英砂（S75／150）100，膨润土5.5，水分5.5；型砂工艺性能：湿压强度（N／cm2）5.5，湿透气性90，水分4.5％；铸型表面硬度70；用快速铂铑热偶长图自动平衡记录仪测温；在中频电炉中熔化金属料。
测试操作过程；造型工艺要求；测试条件；测定方法等同实施例1。
测试工艺参数：出炉温度1420℃；浇注温度1385℃；环境温度22℃；其余同实施例1。
测试数据见表3，误差分析见表4。
表3
实施例3
ZQAL9－2铝青铜流动性的测试。合金成分（Wt－％）：Cu88.26，AL9.10，Mn2.14；型砂配方（Wt－％）：营城子砂（S100／200）15，旧砂84，膨润土0.8，水分5.0；型砂工艺性能：湿压强度（N／cm2）3.91，湿透气性60，水分5.0％；铸型表面硬度75；用快速铂铑热偶配长图自动平衡记录仪测温；在容量为300kg的燃油地坑坩埚炉中熔化金属料。
测试操作过程：造型工艺要求；测试条件；测定方法等同实施例1。
测试工艺参数：出炉温度1220℃；浇注温度1150℃；环境温度24℃；其余同实施例1。
测试数据见表5，误差分析见表6。
表 5
实施例4
纯铝流动性的测试。合金成分（Wt－％）：AL99.99％；型砂配方（Wt－％）：石英砂100，膨润土1.5，水分4.5；型砂工艺性能：湿压强度（N／cm2）3.4，湿透气性50，水分4.0％；铸型表面硬度65；用镍铬－镍硅热偶配XCZ－101动圈表测温；利用10号坩埚在箱式电炉中熔化金属料。
测试操作过程；造型工艺要求；测试条件；测定方法等同实施例1。
测试工艺参数：出炉温度800℃；浇注温度740℃；环境温度18℃；其余同实施例1。
测试数据见表7，误差分析见表8。
表 7
本实用新型与已有技术相比它具有的优点是：
它可以一次同时浇注三个螺旋线形流动性试样，取其算术平均值，即为被测合金的流动性数据。
正是由于本实用新型的测试特点，不必因依次浇注三个单螺旋试样，而使测试结果无法对比，从而实现了同一化学成分，同一浇注温度，同一铸型等工艺条件的测试，解决了单螺旋线法测试过程的一个技术难题。
从上述的实用实例可以说明该测定装置由于上述优点而直接获得较高的测试精度，测得数据的算术平均误差小于20毫米，相对误差小于5％。
整个测定装置结构简单，操作方便，劳动强度小，适用各种铸造合金和各个部门的测试。
Claims (3)
1、一种同心三螺旋线合金流动性测定装置包括：直浇口模样[10]、上砂箱[12]、下砂箱[13]、外浇口砂箱[11]和锁紧定位销[14]，其特征在于它还包括一个外浇口模样和同心三螺旋线模样。
2、根据权利要求1所述同心三螺旋线合金流动性测定装置其特征在于外浇口模样是由外浇口池〔1〕、低坝〔2〕、直浇道〔3〕、高坝〔4〕、溢流池〔5〕、溢流道〔6〕组成，为阶梯状布置。轮廊尺寸为300×70×120～350×90×140毫米，其最佳值为325×80×130毫米。
3、根据权利要求1所述同心三螺旋线合金流动性测定装置其特征在于同心三螺旋线模样是由全压井〔7〕、带有小半圆凸台〔9〕的三条等腰截面螺旋线〔8〕组成。轮廊尺寸为470×470×45～490×490×55毫米，其最佳值为480×480×50毫米。
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| CN 88204038 CN88204038U (zh) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 同心三螺旋线合金流动性测定装置 |
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ID=4838729
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| CN 88204038 Withdrawn CN88204038U (zh) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 同心三螺旋线合金流动性测定装置 |
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1988
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