專利名稱：一種合金金屬自由線收縮特性測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測量領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種合金金屬自由線收縮特性測定
直O(jiān)
背景技術(shù)液態(tài)合金金屬在澆入砂型或金屬型的腔內(nèi)后，會(huì)逐漸冷卻凝固，在這個(gè)過程中會(huì)發(fā)生線收縮，這使得形成的鑄件產(chǎn)生許多缺陷，如縮孔、縮松、熱裂、應(yīng)力集中、形狀改變和尺寸不合格等，這些缺陷的產(chǎn)生除了與鑄造工藝等外因有關(guān)外，其內(nèi)在因素主要是合金的收縮特性，合金的線收縮特性越大，產(chǎn)生熱裂、應(yīng)力集中、變形及冷裂等缺陷的趨勢就越嚴(yán)重。因此需要測量合金在凝固冷卻過程中的線收縮特性，以便于采取正確的工藝措施，防止缺陷產(chǎn)生
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其包括熱電偶，高度調(diào)節(jié)旋鈕，熱電偶支架，U形鐵塊，矩形鐵板，矩形橡膠圈，中空的矩形鐵框，箱體，電感位移計(jì)，導(dǎo)線，電源，八通道記錄儀，底座，方形支架，位移傳感器，可活動(dòng)鐵芯，連接桿，中心有圓孔的方形鐵塊，螺紋接頭，長條形鐵塊，其中熱電偶通過高度調(diào)節(jié)旋鈕安裝在熱電偶支架上，U形鐵塊4的兩端和兩個(gè)長條形鐵塊對接并放置在矩形鐵板的上面，方形鐵塊的長度和兩長條形鐵塊的內(nèi)端距離相等并且靠近其端部被夾持在兩者之間，由此圍成一個(gè)槽，矩形鐵板的下方是矩形橡膠圈，與矩形橡膠圈接觸的是中空的矩形鐵框，中空的矩形鐵框的底端密封在箱體上，頂端通過矩形橡膠圈和矩形鐵板密封，在箱體的內(nèi)部放置有電感位移計(jì)，其輸出端通過導(dǎo)線與八通道記錄儀的一個(gè)輸入端連接，底座安裝在箱體上，在底座上安裝有方形支架，位移傳感器固定在方形支架上，該位移傳感器包括可活動(dòng)鐵芯，該鐵芯與連接桿相連接，連接桿的一端有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，螺紋接頭旋入該內(nèi)螺紋孔內(nèi)，螺紋接頭的直徑小于連接桿的直徑3-4mm，方形鐵塊的中心圓孔直徑與連接桿的直徑相同，旋有螺紋接頭的連接桿一端從方形鐵塊伸出2-3mm，熱電偶的一端通過導(dǎo)線與八通道記錄儀的另一個(gè)輸入端連接，電源給八通道記錄儀供電。還包括安裝在箱體的底部的四個(gè)滾輪。其中在底座和方形支架支架安裝有方形鐵制滑板，方形鐵制滑板的一端有螺紋孔，手動(dòng)搖臂的螺桿通過螺紋孔被旋入方形鐵制滑板的內(nèi)部。其中在密封腔的下部的箱體的上端面有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，進(jìn)水孔和出水孔通過箱體內(nèi)部的管路分別與箱體的側(cè)面的進(jìn)水口和出水口相連通。其中合金金屬是鋁合金金屬，箱體采用任何堅(jiān)固耐熱材料制成，方形鐵塊的厚度為 IOmm0本發(fā)明提供的合金金屬自由線收縮特性測定裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可測量合金材料的范圍廣，適用于測定合金金屬的自由線收縮特性，特別是適用于測定鋁合金自由線收縮特性隨溫度變化的關(guān)系曲線。

圖1是本發(fā)明的測定裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2本發(fā)明的測定裝置的俯視圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中1為熱電偶；2為高度調(diào)節(jié)旋鈕；3為熱電偶支架；4為U形鐵塊；5為矩形鐵板；6為矩形橡膠圈；7為中空的矩形鐵框；8為箱體；9為滾輪；10為電感位移計(jì)；11為信號(hào)輸出接頭；12為導(dǎo)線；13為電源；14為八通道記錄儀；15為導(dǎo)線接頭；16為手動(dòng)搖臂； 17為方形鐵制滑板；18為底座；19為方形支架；20為位移傳感器；21為可活動(dòng)鐵芯；22為連接桿；23為中心有孔的方形鐵塊為螺紋接頭；25為長條形鐵塊。圖1是本實(shí)用新型的測定裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖，圖2是本實(shí)用新型的測定裝置的俯視圖。如圖1和2所示，熱電偶1通過高度調(diào)節(jié)旋鈕2安裝在熱電偶支架3上，高度調(diào)節(jié)旋鈕2可調(diào)節(jié)熱電偶1的高度，U形鐵塊4的兩端和兩個(gè)長條形鐵塊25對接并放置在矩形鐵板5的上面，形成一個(gè)槽，如圖2所示。矩形鐵板5的下方是一個(gè)矩形橡膠圈6，與矩形橡膠圈6接觸的是中空的矩形鐵框7，中空的矩形鐵框7的底端密封在箱體8上，另一端通過矩形橡膠圈6和矩形鐵板5密封，矩形的中空鐵框7和矩形橡膠圈6尺寸相同，矩形鐵板5 的尺寸要比中空的矩形鐵框7和矩形橡膠圈6的長和寬分別多出10mm。在這個(gè)密封的腔的下部的箱體8的上端面加工有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，這兩個(gè)水孔通過箱體8內(nèi)部的管路與箱體8的側(cè)面的進(jìn)水口和出水口相連通。接通進(jìn)水口和出水口后，這個(gè)密封的腔體內(nèi)會(huì)充滿循環(huán)流動(dòng)的冷卻水，以實(shí)現(xiàn)對熔點(diǎn)較高的合金金屬液的冷卻。當(dāng)測量低熔點(diǎn)的合金金屬液自由線收縮時(shí)，可以不灌入冷卻循環(huán)水。而是直接通過矩形鐵板5等進(jìn)行自然散熱冷卻。箱體8的另一側(cè)安裝有一個(gè)信號(hào)輸出接頭11，在箱體8的內(nèi)部放置有電感位移計(jì) 10，其輸出端與信號(hào)接頭11相連接，以便于外接八通道記錄儀14。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，信號(hào)輸出接頭11是可選擇的，即沒有該信號(hào)輸出接頭11也不影響本技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。箱體8的底部還安裝有四個(gè)滾輪9，以便于該測定裝置自由移動(dòng)。箱體8可以采用任何堅(jiān)固耐熱材料形成。底座18和兩個(gè)導(dǎo)線接頭15分別安裝在箱體8的頂面上。兩個(gè)導(dǎo)線接頭的作用是便于布置導(dǎo)線的走向，而不會(huì)使得導(dǎo)線布局凌亂。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，兩個(gè)導(dǎo)線接頭15是可選擇的，即沒有該導(dǎo)線接頭15也不影響本技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)。底座18的上面依次安裝方形鐵制滑板17和方形支架19，方形鐵制滑板17的一端有螺紋孔， 手動(dòng)搖臂16的螺桿通過螺紋孔被旋入方形鐵制滑板17的內(nèi)部。一個(gè)位移傳感器20固定在方形支架19上。方形支架19起到增加位移傳感器20高度的作用，同時(shí)使位移傳感器20 與槽在一個(gè)平面上，便于連接桿22與方形鐵塊23的安放。該位移傳感器20包括可活動(dòng)鐵芯21，該鐵芯與連接桿22相連接。連接桿22的一端有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，螺紋接頭M旋入該內(nèi)螺紋孔內(nèi)，螺紋接頭M的直徑小于連接桿的直徑3-4mm。方形鐵塊23的長度和兩長條形鐵塊25的內(nèi)端距離相等并且被夾持在兩個(gè)長條形鐵塊25的之間并且靠近其端部，方形鐵塊23的中心圓孔直徑與連接桿22的直徑相同，經(jīng)加工形成過盈配合，這樣起到了對槽開口處的擋封作用。方形鐵塊23通常有IOmm厚。旋有螺紋接頭M的連接桿22—端從方形鐵塊伸出2-3mm。通過轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)搖臂16可以帶動(dòng)方形鐵制滑板17相對于底座18前后移動(dòng)。 方形鐵制滑板17的移動(dòng)會(huì)通過位移傳感器20帶動(dòng)連接桿22和方形鐵塊23在槽內(nèi)前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對在槽內(nèi)澆入合金金屬液試樣的長度的控制。在箱體8的外部放置有一臺(tái)八通道記錄儀14和電源13，電源13給八通道記錄儀14供電。導(dǎo)線12將八通道記錄儀14的一個(gè)輸入端與電感位移計(jì)10的輸出端連接，將八通道記錄儀14的另一個(gè)輸入端與熱電偶1連接。另外，導(dǎo)線12將位移傳感器20的可活動(dòng)鐵芯21的一端與電感位移計(jì)10的輸入端連接。為了使導(dǎo)線布局整齊、不凌亂，導(dǎo)線可以經(jīng)由信號(hào)輸出接頭11和導(dǎo)線接頭15來進(jìn)行連接，如圖1所示。八通道記錄儀14記錄來自熱電偶的電信號(hào)和來自電感位移計(jì)10的電信號(hào)。下面將說明本實(shí)用新型的合金金屬自由線收縮特性測定裝置的工作過程首先將液態(tài)合金金屬液澆入由U形鐵塊4、兩個(gè)長條形鐵塊25和方形鐵塊23圍成的槽內(nèi)，熱電偶1 對槽內(nèi)合金金屬液的溫度進(jìn)行測量，將溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸送到八通道記錄儀14內(nèi)。 槽內(nèi)的合金金屬液與螺紋接頭M接觸，合金金屬液凝固后會(huì)與螺紋接頭M形成螺紋連接， 這樣合金金屬液的收縮變化會(huì)通過螺紋接頭M傳遞到位移傳感器20，位移傳感器20再通過電感位移計(jì)10將電信號(hào)傳遞到八通道記錄儀14。具體細(xì)節(jié)如下液態(tài)合金金屬凝固冷卻收縮時(shí)，通過與螺紋接頭M形成的螺紋連接帶動(dòng)連接桿22移動(dòng)，從而間接地帶動(dòng)位移傳感器20內(nèi)部的可活動(dòng)鐵芯21移動(dòng)，使位移傳感器20產(chǎn)生電勢變化，通過導(dǎo)線12傳輸?shù)诫姼形灰朴?jì)10，經(jīng)整流、放大后輸入到八通道記錄儀14。同樣，熱電偶1測量金屬液溫度的變化并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過導(dǎo)線12傳遞到八通道記錄儀14，從而測出合金金屬液在冷卻凝固過程中其自由線收縮特性與其溫度變化之間數(shù)據(jù)關(guān)系，可以獲得數(shù)據(jù)曲線。本實(shí)用新型的合金金屬可以是鋁合金等。本發(fā)明提供的合金金屬自由線收縮特性測定裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、 經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可測量合金材料的范圍廣，適用于測定合金金屬的自由線收縮特性，特別是適用于測定鋁合金自由線收縮特性隨溫度變化的關(guān)系曲線。
權(quán)利要求1.一種合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其包括熱電偶，高度調(diào)節(jié)旋鈕，熱電偶支架，U形鐵塊，矩形鐵板，矩形橡膠圈，中空的矩形鐵框，箱體，電感位移計(jì)，導(dǎo)線，電源，八通道記錄儀，底座，方形支架，位移傳感器，可活動(dòng)鐵芯，連接桿，中心有圓孔的方形鐵塊，螺紋接頭，長條形鐵塊，其中熱電偶通過高度調(diào)節(jié)旋鈕安裝在熱電偶支架上，U形鐵塊的兩端和兩個(gè)長條形鐵塊對接并放置在矩形鐵板的上面，方形鐵塊的長度和兩長條形鐵塊的內(nèi)端距離相等并且靠近其端部被夾持在兩者之間，由此圍成一個(gè)槽，矩形鐵板的下方是矩形橡膠圈，與矩形橡膠圈接觸的是中空的矩形鐵框，中空的矩形鐵框的底端密封在箱體上，頂端通過矩形橡膠圈和矩形鐵板密封，在箱體的內(nèi)部放置有電感位移計(jì)，其輸出端通過導(dǎo)線與八通道記錄儀的一個(gè)輸入端連接，底座安裝在箱體上，在底座上安裝有方形支架，位移傳感器固定在方形支架上，該位移傳感器包括可活動(dòng)鐵芯，該鐵芯與連接桿相連接，連接桿的一端有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，螺紋接頭旋入該內(nèi)螺紋孔內(nèi)，螺紋接頭的直徑小于連接桿的直徑3-4mm，方形鐵塊的中心圓孔直徑與連接桿的直徑相同，旋有螺紋接頭的連接桿的一端從方形鐵塊伸出2-3mm，熱電偶的一端通過導(dǎo)線與八通道記錄儀的另一個(gè)輸入端連接，電源給八通道記錄儀供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其還包括安裝在箱體的底部的四個(gè)滾輪，用于使該測定裝置可自由移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其中在底座和方形支架支架安裝有方形鐵制滑板，方形鐵制滑板的一端有螺紋孔，手動(dòng)搖臂的螺桿通過螺紋孔被旋入方形鐵制滑板的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其中在密封腔的下部的箱體的上端面有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，進(jìn)水孔和出水孔通過箱體內(nèi)部的管路分別與箱體的側(cè)面的進(jìn)水口和出水口相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其中合金金屬是鋁合金金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其中方形鐵塊的厚度為IOmm0
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種合金金屬自由線收縮特性測定裝置，其包括熱電偶，高度調(diào)節(jié)旋鈕，熱電偶支架，U形鐵塊，矩形鐵板，矩形橡膠圈，中空的矩形鐵框，箱體，電感位移計(jì)，導(dǎo)線，電源，八通道記錄儀，手動(dòng)搖臂，底座，方形支架，位移傳感器，可活動(dòng)鐵芯，連接桿，中心有孔的方形鐵塊，螺紋接頭，長條形鐵塊，熱電偶測量金屬液溫度的變化并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并通過導(dǎo)線傳遞到八通道記錄儀，電感位移計(jì)接收來自可活動(dòng)鐵芯的電勢信號(hào)并經(jīng)整流、放大后輸入到八通道記錄儀。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可測量合金材料的范圍廣，適用于測定合金金屬的自由線收縮特性，特別是適用于測定鋁合金自由線收縮特性隨溫度變化的關(guān)系曲線。
文檔編號(hào)G01N25/16GK202330323SQ20112041651
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者歷長云, 王有超, 王海燕, 米國發(fā), 胡玉昆 申請人:河南理工大學(xué)