球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金和鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)球化鐵水的凝固過(guò)程凈體積變化分析表明:初始收縮發(fā)生在奧氏體結(jié)晶區(qū)。共晶反應(yīng)發(fā)生后，由于析出球形石墨，凈體積逐漸轉(zhuǎn)為膨脹。由于球鐵為共晶或微亞共晶成分，所以共晶反應(yīng)占據(jù)凝固區(qū)間的大部時(shí)段，由此結(jié)晶石墨的數(shù)量和形態(tài)決定了膨脹的總體效應(yīng)。凝固后期，石墨體積膨脹開(kāi)始降低，隨后凈體積逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s，縮陷大多發(fā)生在這一時(shí)期。球鐵的共晶膨脹比灰鑄鐵大得多，應(yīng)用共晶凝固的凈體積收支平衡可以直接反應(yīng)凝固特征，如石墨形態(tài)，基體組織和鑄件的完整性。曾經(jīng)發(fā)展了多種用于測(cè)試鐵水凝固過(guò)程中體積效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法，主要分為直接法和間接法。直接法測(cè)試難度較大，不適于鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。而在一個(gè)方向或多個(gè)方向同時(shí)測(cè)量凝固試樣的線位移量等間接方法，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和代表性強(qiáng)的特點(diǎn)，近年來(lái)得到廣泛的研究與應(yīng)用。由于球鐵凝固過(guò)程的膨脹效應(yīng)為石墨化膨脹所致，共晶膨脹量大小與鐵水碳當(dāng)量CE有關(guān)，而單獨(dú)應(yīng)用共晶膨脹率不能細(xì)分碳當(dāng)量CE不同的鐵水的球化效果。一般引入冷卻曲線判定鐵水碳當(dāng)量CE以及確定共晶反應(yīng)區(qū)域，共同進(jìn)行球化孕育效果評(píng)價(jià)與縮陷形成傾向預(yù)測(cè)。另外，降低熱分析過(guò)程中一次性測(cè)試樣杯的成本也是實(shí)際應(yīng)用中追求的主要目標(biāo)。
[0003]在已有測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，提出了一種貫通式位移導(dǎo)桿單向共晶膨脹線位移-熱分析聯(lián)合測(cè)試裝置，理論分析表明所測(cè)位移量代表試樣共晶膨脹效應(yīng)總的線性位移量，同時(shí)熱節(jié)點(diǎn)的熱電偶測(cè)量樣杯內(nèi)鐵水的冷卻曲線。獲得的冷卻曲線和共晶膨脹位移曲線可用于球鐵凝固過(guò)程和球化孕育效果綜合分析。在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)膨脹桿的自身熱膨脹/收縮效應(yīng)進(jìn)行了補(bǔ)償，因此其測(cè)試精度較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)試精確、成本低廉為主要特征的球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置。
[0005]上述實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置，其組成包括:圓柱形干型砂取樣器，所述取樣器由通過(guò)預(yù)緊彈簧柔性連接的固定半套和可動(dòng)半套圍合，所述取樣器內(nèi)有一豎直放置的熱電偶和一水平放置的膨脹桿，所述熱電偶用于測(cè)量樣杯內(nèi)鐵水熱節(jié)點(diǎn)處的冷卻曲線，所述膨脹桿一端與固定半套上的螺釘接觸連接，另一端則與一線性位移傳感器的測(cè)量桿接觸連接用于傳遞試樣熱中心直徑方向的位移量，所述測(cè)量桿由一始終處于壓縮狀態(tài)的彈簧約束，確保螺釘、膨脹桿和位移傳感器測(cè)量桿之間的緊密接觸連接。
[0007]所述的球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置，采用一貫通式膨脹桿檢測(cè)鐵水試樣的共晶膨脹量，砂型樣杯與膨脹桿之間摩擦力很小，可認(rèn)為在試樣共晶凝固過(guò)程中樣杯對(duì)膨脹桿的伸縮沒(méi)有作用，測(cè)量結(jié)果由膨脹桿一端的位移傳感器單向輸出；于此同時(shí)，處于熱節(jié)中心的熱電偶記錄鐵水的凝固冷卻曲線。
[0008]所述的球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置，利用膨脹桿的線膨脹系數(shù)計(jì)算出未被包覆膨脹桿部分在測(cè)量過(guò)程中的自身線伸縮量，并對(duì)位移傳感器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，即可更精確獲得凝固試樣的共晶位移膨脹量。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果
[0010]1.本實(shí)用新型的取樣器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)測(cè)量凝固試樣的冷卻曲線和共晶膨脹量。采用一只位移傳感器單方向測(cè)量樣杯內(nèi)凝固試樣的共晶反應(yīng)線位移總膨脹量。減少多方向測(cè)量引入的檢測(cè)誤差，這對(duì)于獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果至關(guān)重要，是精確提取小試樣共晶膨脹線位移微弱信號(hào)的關(guān)鍵所在。
[0011 ] 2.本實(shí)用新型采用一貫通膨脹桿檢測(cè)試樣膨脹量，從根本上避免砂型樣杯變形對(duì)位移信號(hào)采集的影響，同時(shí)對(duì)可能影響共晶膨脹線位移信號(hào)的膨脹桿外露部分進(jìn)行補(bǔ)償校正，保證了試樣膨脹量檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0012]3.本實(shí)用新型使用普通粘土干砂型作為取樣器樣杯，配套可自由伸縮的的金屬外套，即可保證測(cè)試精度，又能大幅度降低測(cè)試成本，因此便于推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)主視圖。
[0014]圖2是圖1中測(cè)試裝置俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)將本實(shí)用新型的具體實(shí)施例敘述于后。參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)施例中，球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置包括:圓柱形干型砂取樣器I，所述取樣器由通過(guò)預(yù)緊彈簧7柔性連接的固定半套8和可動(dòng)半套9圍合，所述取樣器內(nèi)有一豎直放置的熱電偶3和一水平放置的膨脹桿6，所述熱電偶用于測(cè)量樣杯內(nèi)鐵水熱節(jié)點(diǎn)處的冷卻曲線，所述膨脹桿一端與固定半套上的螺釘2接觸連接，另一端則與一線性位移傳感器4的測(cè)量桿接觸連接用于傳遞試樣熱中心直徑上的位移量。所述測(cè)量桿由一始終處于壓縮狀態(tài)的彈簧5約束，確保螺釘2、膨脹桿6和位移傳感器測(cè)量桿之間的緊密接觸連接。所述的球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置采用一貫通式膨脹桿檢測(cè)鐵水試樣的共晶膨脹量，砂型樣杯與膨脹桿之間摩擦力很小，可認(rèn)為在試樣共晶凝固過(guò)程中樣杯對(duì)膨脹桿的伸縮沒(méi)有作用，測(cè)量結(jié)果由膨脹桿一端的位移傳感器單向輸出；于此同時(shí)，處于熱節(jié)中心的熱電偶記錄鐵水的凝固冷卻曲線。所述的球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置利用膨脹桿的線膨脹系數(shù)計(jì)算出未被包覆膨脹桿部分在測(cè)量過(guò)程中的自身線伸縮量，并對(duì)位移傳感器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，即可更精確獲得凝固試樣的共晶位移膨脹量。本實(shí)用新型用于鑄造和冶金領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置，其組成包括:圓柱形干型砂取樣器，所述取樣器由通過(guò)預(yù)緊彈簧柔性連接的固定半套和可動(dòng)半套圍合，所述取樣器內(nèi)有一豎直放置的熱電偶和一水平放置的膨脹桿，所述熱電偶用于測(cè)量樣杯內(nèi)鐵水熱節(jié)點(diǎn)處的冷卻曲線，所述膨脹桿一端與固定半套上的螺釘接觸連接，另一端則與一線性位移傳感器的測(cè)量桿接觸連接用于傳遞試樣熱中心直徑方向的位移量，所述測(cè)量桿由一始終處于壓縮狀態(tài)的彈簧約束，確保螺釘、膨脹桿和位移傳感器測(cè)量桿之間的緊密接觸連接。
【專利摘要】球鐵爐前熱分析-共晶膨脹雙曲線快速檢測(cè)裝置。為了實(shí)現(xiàn)球鐵球化孕育效果爐前快速評(píng)價(jià)，本文公開(kāi)了一種新型熱分析-共晶膨脹雙曲線檢測(cè)裝置，其組成包括：圓柱形干型砂取樣器1，所述取樣器由通過(guò)預(yù)緊彈簧7柔性連接的固定半套8和可動(dòng)半套9圍合，所述取樣器內(nèi)有一豎直放置的K型熱電偶3和一水平放置的膨脹桿6，所述熱電偶用于測(cè)量樣杯內(nèi)鐵水熱節(jié)點(diǎn)處的冷卻曲線，所述膨脹桿一端與固定半套上的螺釘2接觸連接，另一端則與一線性位移傳感器4的測(cè)量桿接觸連接用于傳遞試樣熱中心直徑方向的線性位移量。所述測(cè)量桿由一始終處于壓縮狀態(tài)的彈簧5約束，確保螺釘2、膨脹桿6和線性位移傳感器測(cè)量桿之間的緊密接觸連接。本實(shí)用新型用于鑄造和冶金領(lǐng)域。
【IPC分類】G01N25/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205280625
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520685991
【發(fā)明人】李大勇, 徐振宇, 馬旭梁, 王利華, 王言峰
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年9月7日