[实用新型]金属熔体试样采集钳

说明书

技术领域

本实用新型属于金属加工技术领域。 

技术背景

金属铸造生产是材料加工领域范围最广的工艺方法之一。在铸造工艺生产和实验过程中，为了检验金属熔体的质量，经常需要在现场采集熔体试样，用于进行金相分析、力学性能分析、电镜分析等等，在检验分析的基础上尽可能地制备出良好的金属熔体用于金属成形。 

目前在生产和实验过程中，对高温金属熔体取样的常用方法主要有。 

（1）有独立试样模具：用小坩埚取小量熔体，再将熔体倒入试样模具中。这种方法在实际操作中，经常由于操作控制不当，造成熔体浇铸的过多或过少，使得试样模具难以开模，而且试样余料过多时需进一步大量加工成所需的试样形状，工作量大；浇注不足时又使得试样不标准而难以满足分析要求。特别的是，在浇注粘度较大的熔体（如铝、镁合金的半固态浆料），流动的熔体会卷入大量的空气，严重影响试样（特别是力学性能试样）的质量，甚至试样无效。 

（2）无试样模具：在很多生产和实验场所中没有试样模具，技术人员采用的方法是用小型非标盛具（如小勺、小杯等）在金属熔体中取样，冷却后再通过锯、铣、磨等工作加工成所需的试样形状。这种方法制备的工作量大、试样尺寸难以统一，效率低下。 

因此，一种能方便操作、制样规范的金属熔体（特别是半固态熔体）试样采集工具，能提高金属分析试样的制备效率，为金属加工分析试样的规范化提供工具基础。 

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种能够方便快速进行在线金属熔体进行采集规范试样的工具钳。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的。 

本实用新型所述的金属熔体试样采集钳包括： 

一手持夹持钳组件，由左钳臂（1）和右钳臂（2）组成，两个钳臂由轴销（3）连接在一起，组成一个可实现手工开合、夹持的工作钳；

一套试样模具，由左模（5）和右模（6）组成，两瓣模用螺栓分别与两个钳臂连接在一起，随钳臂开合，合模后形成完整模具；

一个采样位置标示杆组件，由标示杆（7）、导向座（8）和固定螺钉（9）组成，导向座（8）固定在模具上，标示杆（7）穿过导向座（8）的导向孔，由固定螺钉（9）固定。

本实用新型为防止夹持钳组件轴销（3）有间隙造成模具合模错位，在左钳臂（1）的前端有一个防偏用定位销（11）与左钳臂（1）焊接在一起，右钳臂（2）对应部位有一个宽度与定位销（11）直径相等的定位槽（21），该槽底部为喇叭形开口以便合模时对定位销（11）导向，顶部为厚度不低于2毫米的与定位销（11）配合的定位部分。如此，在夹持钳轴销（3）和定位销（11）的共同作用下，可很好地防止操作过程中模具合模错位造成试样不规整。 

本实用新型所述的模具为可拆卸结构。模具后端开模具定位槽（61），槽宽与左钳臂（1）宽度相等，安装时左钳臂（1）夹持端与模具定位槽（61）配合，用螺栓一（4）和螺栓二（10）固定。模具前端为试样型腔（62），对于小型试样，如金相分析用试样，可以开多个试样型腔线性排列，型腔间有模具排气孔（63）连接，排气孔开口方向指向采样钳的手持臂方向，并一直开通到模具定位槽（61）的部位，以方便采样时气体向上排出，以最大限度减少试样的气孔缺陷。试样不一样时，模具型腔也对应不一样，可加工成型腔不同而模具定位槽（61）尺寸统一的不同模具，如此一个采样钳可方便实现不同试样采集。 

模具前端外形设计为锥形。在给金属熔体采样时，采样钳的外部会附着凝固一层薄壳，锥形结构的目的是方便脱壳开模。 

采样时，为了采集不同位置的熔体试样，需要将采样钳伸入不同深度。熔体一般为高温不透明状，采样时不能准确判断采样钳在熔体中的深度和位置，有可能造成采样钳型腔夹注熔体不足等情况。为此设计了一个采样位置标示杆（7），通过固定在钳模上的导向座（8）中的导向孔，标示杆（7）可前后移动，标定好位置后再用固定螺钉（9）紧固固定标示杆（7）。采样时可以用标示杆（7）的杆头接触熔体液面判断位置。 

本实用新型采集的对象包括金属液态熔体和半固态熔体试样。当为金属液态熔体时，在模具加工精度不高的情况下，可在模具型腔面周围铣一环绕型腔的凹槽（801），在凹槽中压入密封用耐高温纤维绳（802）（如图6所示，密封用耐高温纤维绳802的直径要稍大于凹槽801深度，以保证装好纤维绳后能高出模具分模面），可以进一步提高合模后的结构密封性能。 

本实用新型通过采用上述结构，能够方便、快速地制备各种金属熔体试样，有效提高金属加工试样的制备效率和质量。 

附图说明