[发明专利]一种铝合金流动性精确测试装置及方法

说明书

本发明提供一种铝合金金属流动性精确测试装置及方法，该装置其主要由工控加热模块、温控模块、电动控制模块、重量控制模块及铸型模块组成；其通过精确控制浇注温度、浇注速度与浇注重量三个重要参数，实现金属流动性精确测量。本次测试所选用的测试方法是内置三螺旋型测试方法。本发明通过自主设计金属流动性全自动精确测试装置及方法，通过热电偶测温和总线型温度变送器传输铝液温度信号，在浇铸过程中实现对铝合金液温度的精确控制；铝液溢流装置和铝液重量的动态监测，实现对铝合金液重量的精确控制；通过温度反馈模块与电动控制模块相连，保证每次浇铸时的流速保持一致，在浇铸过程中实现对铝合金液浇铸速度的精确控制。

技术领域

本发明属于铝合金铸造性能测试领域，具体涉及一种铝合金精确测量金属流动性的装置及其测试方法。

背景技术

铸造合金流动性是评价液态金属充型能力的一项重要指标，其好坏直接影响铸件的成形性。目前国内外常见的金属流动性测试方法主要包括：螺旋型测定法、辐射型测定法和复沟型测定法；其中螺旋型测定法使用较广。采用螺旋法测定金属流动性的过程中，直接夹持坩埚将铝液注入螺旋铸型，重复试验过程中无法保证浇注温度、浇注速度及浇注时金属液重量的一致性，其中，浇注温度波动范围为10~20℃，浇注速度和浇入铸型中金属液重量无法控制，造成测试结果重复率低，需要经过大量试验数据统计分析，一般要20-30多次重复试验，即便如此所测流动性统计结果误差仍然较大。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于：提供一种铝合金金属流动性精确测试装置与测试方法，以解决流动性无法精确测量的问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供一种铝合金金属流动性精确测试装置及方法，该装置其主要由工控加热模块、温控模块、电动控制模块、重量控制模块及铸型模块组成；其通过精确控制浇注温度、浇注速度与浇注重量三个重要参数，实现金属流动性精确测量。本次测试所选用的测试方法是内置三螺旋型测试方法。

一种铝合金金属流动性精确测试装置，具体结构包括：支撑架、手轮、铝液测温热电偶、密封盖、坩埚、电阻丝加热装置、石墨塞、砂箱、直浇道、电子秤、三螺旋型腔、排气、升降台、溢流槽、溢流管、炉膛测温热电偶、轴套、伺服电缸、总线型驱动器、总线型温度变送器及CNC工控机；其中，支撑架有四个导向立柱和底部平台组成，电子秤放置底部平台上，砂箱放置在电子秤上，支撑架设置有两个升降平台，升降平台Ⅰ上固定伺服电缸，伺服电缸由闭环伺服控制，伺服电缸端部通过轴套与石墨塞相连一侧，在升降平台Ⅰ上设置手轮，调整伺服电缸高度；升降平台上放置加热装置、坩埚和溢流槽，坩埚放在电阻丝加热装置中，坩埚一侧连接溢流管和溢流槽，坩埚底部开有小孔，坩埚上部放置密封盖；石墨塞穿过密封盖，插到坩埚底部塞住小孔部位；坩埚中放置铝液测温热电偶与炉膛测温热电偶。

所述伺服电缸通过总线型驱动器连接电脑，铝液测温热电偶通过总线型温度变送器连接电脑，炉膛测温热电偶通过CNC工控机连接电脑。

所述砂型为三螺旋型腔，螺旋型腔设置有排气孔；坩埚小孔部位与直浇道中心对正。

所述电阻丝加热装置、炉膛测温热电偶、CNC工控机和升降平台组成构成工控加热模块，升降平台用于调整加热装置与砂箱距离，方便砂型放置；炉膛测温热电偶与CNC工控机相连，通过事先在存放在系统程序里的逻辑，实现数控功能，通过炉膛测温热电偶的信号实现对电阻丝加热装置的自动加热，自动保温。

所述铝业测温热电偶和总线型温度变送器组成温度模块，铝业测温热电偶用来测量和反馈坩埚中铝合金液的温度，总线型温度变送器是将铝业测温热电偶的温度变量转换为标准电信号输出至电脑，之后再经电脑传输至电动控制模块；温度反馈模块采用铝业测温热电偶和总线型温度变送器的组合，能够减少在浇铸过程中由于浇铸温度不准带来的误差。