[发明专利]湿型砂紧实率、透气性和湿压强度快速测定方法及测定仪

说明书

本发明属于铸造行业中检测型砂性能的方法及其仪器，特别是一种可测定湿型砂紧实度、透气性和湿压强度的湿型砂三性能快速测定方法及其测定仪，适合于型砂生产线或型砂试验室快速测定型砂性能使用。

随着科学技术的日新月异，传统标准的型砂性能测定方法及其仪器已不能适应铸造行业迅猛发展的形势要求。为此，不少铸造工作者正努力寻求新的测定方法及相应的检测仪器。经查新，在现有技术中已有五种型砂性能自动检测装置：一是美国Dieter公司研制的，发表在美国铸造师协会1967年刊（AFS    Transac-tion）第353～359页的可在同一试样上测定砂温、水分、透气性、湿压或湿剪强度和湿压变形的型砂性能自动测定仪;二是我国《铸造机械》杂志1984年第二期发表的“型砂三性能自动快速检测的研究“一文所提出的型砂性能检测装置;三是日本《铸物》杂志第57卷第10号发表的型砂性能自动检测装置;四和五是中国实用新型专利ZL87210094和ZL88211114公开的湿型砂性能自动检测装置和型砂六性能的自动检测与控制仪。上述装置的特征各有不同，但在主要结构原理上大致相同，制备型砂试样都是采用下压方式，压砂头与试样筒必须有较高的配合精度，否则会发生夹砂，增加摩擦阻力，影响试验结果。这些装置均采用行程开关来控制试样筒填砂高度，准确性较差。此外，上述装置都不能同时检测出型砂紧实度、透气性和湿压强度，而这三项性能是国内外型砂检验中必检的常规项目，因此难以适应实际应用要求。在上述装置中，第一和第二种装置均采用传统标准的方法制作型砂试样来进行性能检测，难以达到快速测定的目的;第三种装置是以检测型砂试样的表面硬度来换算出抗压强度，其误差值较大;第四和第五种装置所测得的性能值又缺少了型砂湿压强度。上述的这些问题正是现有型砂性能自动检测装置存在之主要缺陷。

本发明的目的在于克服已有技术之不足，提供一种简单、快捷、检测精度高和可检测紧实率、透气性和湿压强度的湿型砂三性能测定方法及其测定仪。

本发明的任务是这样实现的：

本发明取消传统标准方法在测定透气性和湿压强度时要另外制备尺寸精度要求较高的标准工艺试样（φ50±0.2×50±1毫米）的烦锁过程，直接利用测试紧实率后的型砂试样测定透气压力和湿压强度，然后利用该透气压力和湿压强度与采用标准工艺试样所测得的透气压力和湿压强度之间存在的二元线性关系求得标准工艺试样的透气压力和湿压强度，最后再将透气压力换算成透气率便求得该型砂的标准紧实率、透气性和湿压强度。

上述的方法是采用如下的测定仪来进行的：如图1和图2所示，该测定仪主要由检测机构、控制阀和微机系统组成，该检测机构的漏斗（23）置于试样筒（13）上方，在漏斗（23）的上部设置了筛网（22）和气动拨砂板（21），在漏斗（23）两旁装有刮砂板（26），在漏斗（23）的两侧各设置一个压力传感器（25）和一个带有位移传感器（17）的压实气缸（19），漏斗（23）、压力传感器（25）和压实气缸（19）固定于工位气缸（24）上，在试样筒（13）的下端自上而下同轴心设置一个平位气缸（8）、一个试样推出气缸（6）和一个复位气缸（2），复位气缸（2）的活塞杆（4）穿过试样推出气缸（6）底端，上行时伸入试样推出气缸（6）内，试样推出气缸（6）的活塞杆（7）穿过平位气缸（8）及其活塞（9）与位于试样筒（13）内跟试样筒（13）作动配合的推砂头（10）相连接，在试样筒（13）的下部高度大于推砂头（10）的厚度而不超过推砂头（10）在加砂时所处位置的顶部的该段筒壁上开一进气孔（12）和出气孔（27），进气孔（12）与透气性鼓风机（11）接通，出气孔（27）与气压传感器（28）接通。

本发明的原理是这样的：经过大量的试验，用本发明的方法测得的透气压力和湿压强度与用标准工艺试样测得的透气压力和湿压强度存在如图三、图四的二元线性关系，通过二元线性回归方程求得如下关系公式：

H₃＝-11.44+0.2597×D+1.0567×H₁

σ₃＝1-0.021×D+1.55×σ₁

式中：H₃为标准工艺试样的透气压力（毫米水柱）

σ₃为标准工艺试样的湿压强度（×10⁵帕）

D为型砂紧实率（%）

H₁为用紧实率试样测得的透气压力（毫米）