[发明专利]一种非晶合金熔体流动性测试系统及测试方法

说明书

本发明提供了一种非晶合金熔体流动性测试系统及测试方法，属于块体非晶合金技术领域。本发明的铸型结构能够将熔体准确地注入铸型中，且通过与接触式热电偶测试体系的共同作用，能够获取非晶合金熔体在铸造过程中的平均冷却温度和平均流动速度；同时，通过改变铸型的材质，可以获取非晶合金熔体在不同材质铸型中的流动情况(平均冷却温度和平均流动速度)，为评价非晶合金铸造时熔体的流动性和充型能力提供有用的技术参数。本发明还提供了利用上述技术方案所述的非晶合金熔体流动性测试系统对非晶合金熔体的流动性测试方法，本发明提供的测试方法简单、易操作。

技术领域

本发明涉及块体非晶合金技术领域，尤其涉及一种非晶合金熔体流动性测试系统及测试方法。

背景技术

块体非晶合金由于其长程无序而短程有序的特殊结构特征，赋予了该合金高强度(在1800～3000MPa的范围)、高硬度(铸态硬度在HRC55～60的范围)、高断裂韧性(大于60MPa·m^-1/2)以及良好的耐磨性能和耐腐蚀性能等优异的物理和化学性能，使块体非晶合金成为具有良好应用前景的新型结构材料。为了避免大气环境的氧化对非晶态结构的影响，块体非晶合金的制备必须在真空环境中进行熔炼，成型加工也必须在真空环境中进行。也就是说，块体非晶合金无法在大气环境中用常规的锻造或焊接方法进行成形加工。虽然，块体非晶合金在过冷液相区具有优良的超塑性特点，但超塑性范围很窄，工艺参数极难控制，而且对设备性能要求也很高。另外，在过冷液相区成形，也极易诱发非晶态的晶化转变，使材料的力学性能发生劣化。综上，利用块体非晶合金熔体的流动性进行真空铸造成型是实现块体非晶合金低成本加工成形的有效技术途径。

利用块体非晶合金熔体的流动性进行真空铸造成型过程中存在以下技术问题：块体非晶合金的形成需要快速冷却，然而快速冷却又不利于浇注过程中合金熔体的流动和充型。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种非晶合金熔体流动性测试系统及方法。本发明提供的非晶合金熔体流动性测试系统能够得到非晶合金熔体在不同材质铸型中的平均流动速度和平均冷却速度，可以直接比较块体非晶合金熔体在不同材质铸型中的流动情况，为评价块体非晶合金铸造时熔体的流动性和充型能力提供有用的技术参数。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种非晶合金熔体流动性测试系统，包括铸型和接触式热电偶测试体系；

所述铸型为圆柱体，所述铸型包括依次叠加设置的底部铸型、中部铸型和顶部铸型；所述顶部铸型的中心设有倒锥型浇注口；所述中部铸型的中心设置有与所述倒锥型浇注口连通的贯穿直浇道；所述底部铸型的上表面有以圆心为起始点的型腔；所述倒锥型浇注口的底端直径与所述贯穿直浇道的直径相同；所述贯穿直浇道与所述型腔连通；

所述接触式热电偶测试体系包括导线顺次连接的热电偶部、温度采集器和计算机；所述热电偶部为3个并联连接的热电偶，分别为第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶，所述第一热电偶位于顶部铸型的倒锥型浇注口底端；所述第二热电偶位于中部铸型的贯穿直浇道底端；所述第三电偶位于底部铸型的型腔中。

优选地，所述型腔的形状为螺旋线形型腔、圆柱形型腔、矩形板状型腔、圆盘状型腔或圆环状型腔。

优选地，所述型腔的形状为螺旋线形型腔时，所述螺旋线形型腔的圆形截面直径为8mm。

优选地，以所述型腔的形状轨迹计，所述第三热电偶距离型腔起始点的距离为58mm。

优选地，所述铸型的材质为HM1耐热模具钢、WX-4高纯石墨或T1工业紫铜。

优选地，所述顶部铸型、中部铸型和底部铸型通过定位销和定位孔连接定位；所述顶部铸型和中部铸型由两个半圆柱组成。