[发明专利]用于定量分析有色合金热裂及冷裂倾向的模具及分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种铸造有色合金开裂倾向的分析方法，具体是一种定量分析有色合金热裂及冷裂倾向的方法。

背景技术

开裂是铸件的严重缺陷。一个特定结构的铸件，其开裂倾向决定了铸造工艺的可行性以及铸件的合格率。有色合金铸件的开裂分为热裂和冷裂，热裂在铸件凝固过程中产生，冷裂在铸件冷却过程中产生。铸件的热裂、冷裂倾向主要受合金成分、铸件结构、铸造工艺等因素影响，但对特定的铸件结构和工艺而言，合金的成分和冶金质量则是决定铸件两种开裂倾向的决定因素。现有分析合金的热裂倾向的方法包括热裂倾向测定仪法、“热裂环”法、“热裂棒”法。热裂倾向测定仪法对合金的热裂倾向测定较为准确，但操作和评判过程复杂。对于合金的冷裂倾向，目前尚无有效的测试方法，一般用合金的固态收缩率来估算合金的冷裂倾向。“热裂环”和“热裂棒”法的操作和评判较为简单，但这两种方法受到试样完全凝固后的冷却收缩影响，实际得到的并非完全受热裂作用影响，是合金热裂、冷裂两种倾向综合作用的结果，对合金开裂的种类区分并不清晰。

为提高有色合金铸造工艺设计的效率和有效性，特别是提高新型铸造有色合金的铸造工艺设计水平，应采用更简便和准确的方法，区别分析有色合金的热裂和冷裂倾向。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一用于定量分析有色合金热裂及冷裂倾向的模具及分析方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种用于定量分析有色合金热裂及冷裂倾向的模具，其包括一个下箱和一个上箱，所述下箱的两端各设有一个环形试样腔，两个所述环形试样腔之间设有浇道，所述上箱设置于下箱顶部，上箱中间设有浇口，所述浇口与浇道相连通。

作为优选方案，所述环形试样腔的外径为108mm。

作为优选方案，所述浇口的剖面形状为倒置的等腰梯形。

作为优选方案，所述环形试样腔的中央设有型芯。

作为优选方案，所述型芯为钢芯。

作为优选方案，所述型芯的外侧设有冷铁。

第二方面，本发明还提供了一种基于前述的用于定量分析有色合金热裂及冷裂倾向的模具的分析方法，其包括如下步骤：

造型步骤、熔炼浇注步骤、开箱检验步骤和降温检验步骤。

作为优选方案，所述造型步骤包括如下操作：

将上箱和下箱进行造型，钢芯的直径大小以3mm～5mm为间隔，从38mm向98mm递增变化，得到不同宽度的环形试样。

作为优选方案，所述开箱检验步骤包括如下操作：

将合金熔液注入浇注口内，使合金熔液流入环形试样腔内，每个铸型内的环形试样浇注完成2～5min后开箱，记录不开裂的环形试样的最小宽度，定量为所分析合金的热裂倾向值；若所有试样均不开裂，则所分析合金的热裂倾向值定量为低于5mm。

作为优选方案，所述降温检验步骤包括如下操作：

在钢芯与环形试样不分离的前提下，待降温至30℃以下后，记录不开裂的环形试样的最小宽度，定量为所分析合金的冷裂倾向值；若开箱检验时所有不开裂的环形试样与钢芯不分离降温至30℃以下后仍然不开裂，则所分析合金的冷裂倾向值定量为低于其热裂倾向值。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

可在一个炉次内快速、定量的完成特定成分有色合金的热裂、冷裂倾向的分析，且对有色合金的热裂、冷裂倾向区分明显，操作简便，尤其适用于快速评价各种新型铸造有色合金的成形工艺性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中模具的结构示意图；

图2为本发明中上箱的俯视图；

图3为本发明中下箱的俯视图；

图中：1、上型圈；2、下型圈；3、环形试样腔；4、浇道；5、浇口；6、型砂；7、型芯；8、冷铁。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。