[发明专利]一种底注式测试合金热裂倾向性的实验装置及方法

说明书

一种底注式测试合金热裂倾向性的实验装置及方法，解决现有技术存在的无法判断合金热裂萌生时的临界凝固收缩力，未考虑模具预热温度和浇注温度对合金热裂敏感性影响的问题。包括上侧中部设置有浇注出液口的槽钢支座，其特征在于：浇注出液口的上方设置有试样模具，试样模具型腔内的横浇道的端部通过连接螺杆与拉力传感器相连；浇注出液口侧部设置的浇注进液口的上方设置有浇注口；槽钢支座的下侧、浇注进液口与浇注出液口之间设置有底注式浇道。其设计合理，结构紧凑，克服了现有铸造热裂倾向性评价的不足，能够测定在常规铸造工艺条件下合金热裂时的临界载荷、温度、固相率变化等参数，可为铸造工艺设计提供指导。

技术领域

本发明属于合金铸造技术领域，具体涉及一种能够测定在常规铸造工艺条件下合金热裂时的临界载荷、温度、固相率变化参数，金属液充型平稳、迅速，挡渣能力强，适用范围广的底注式测试合金热裂倾向性的实验装置及方法。

背景技术

热裂是铸造合金常见的缺陷，导致合金性能降低、增加断裂裂纹源，甚至使合金无法采用铸造技术进行生产。解决热裂问题的关键是得出热裂产生机制，从而采取消除或减轻热裂的相应措施。目前，有关热裂问题的研究工作一直在进行，提出了多种热裂机制；但是，依此得出过的各种热裂预测准则，却与实际均存在偏差或局限，还不能很好地指导生产实践。分析其中的原因，主要是高温金属液凝固后期，液膜特性对热裂的萌生与扩展起重要作用；然而，液膜特性影响因素众多，现在还没有一种有效的手段来进行直接检测，其特性不能很好地表征，直接影响了各种热裂预测准则的准确性。因此，开展高温金属液凝固后期晶间液膜特性的研究，对进一步认识热裂机制、并发展更为准确的预测准则，具有重要的理论意义和工程价值。

近年来，铸件向轻、薄、形状复杂的方向发展，这就对如何减轻铸件的热裂倾向提出了更高的要求。现阶段研究人员设计开发的一些评定合金热裂倾向性的实验方法主要有：热裂环法、临界尺寸法以及临界载荷法等。实验过程中所使用的热裂测试装置基本上是利用铸件自身的凝固收缩原理来设计的，但是，这些装置大多用于研究热裂倾向性较大的合金体系，对于热裂倾向小的合金体系而言，这些装置就很难准确获取热裂形成过程中的一些相关信息和数据，并且无法判断合金热裂萌生时的临界凝固收缩力。另外，现有的热裂倾向性的测试也未能考察模具预热温度，浇注温度等对合金热裂敏感性的影响。故有必要对现有技术的测试合金热裂倾向性的方式和实验装置予以改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种能够测定在常规铸造工艺条件下合金热裂时的临界载荷、温度、固相率变化参数，金属液充型平稳、迅速，挡渣能力强，适用范围广的底注式测试合金热裂倾向性的实验装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：该底注式测试合金热裂倾向性的实验装置包括槽钢支座，其特征在于：所述槽钢支座上侧的中部设置有浇注出液口，浇注出液口的侧部设置有浇注进液口；所述浇注进液口的上方设置有浇注口，所述浇注出液口的上方设置有试样模具，试样模具型腔内的横浇道的端部通过连接螺杆与拉力传感器相连；所述槽钢支座的下侧、浇注进液口与浇注出液口之间，设置有底注式浇道。

所述槽钢支座由十字型支座主体构成，十字型支座主体的四个固定连接台的外侧端部，分别设置有若干个角钢调位连接孔；用于安装所述拉力传感器的连接角钢通过角钢固定孔与固定连接台上、相应位置的角钢调位连接孔相连，拉力传感器的一端与连接角钢上的传感器连接孔相连，拉力传感器的另一端与连接螺杆的一端相连。以便于拉力传感器安装位置的灵活调整，提升装置的适用性。

所述试样模具为分体组装式结构，由结构相同的三叉管Ⅰ、三叉管Ⅱ、三叉管Ⅲ和三叉管Ⅳ构成，且各三叉管均包括弧形拼接管体，弧形拼接管体的下部设置有拼接固定座，弧形拼接管体的两侧分别设置有横向支管；四个三叉管的弧形拼接管体围合构成的充型型腔与相邻两个横向支管围合构成的各横浇道相连通，横浇道的端部分别设置有螺杆插孔；同时，充型型腔的下端与槽钢支座中部的浇注出液口相连，充型型腔的上端设置有补缩冒口。以利用与浇注出液口相连通的充型型腔，使高温金属液进入到各横向支管的横浇道内；同时，试样模具的多块分体组装式结构便于模具的安装和拆卸，且利于维护。