Устройство для определения механических свойств литого металла Советский патент 1983 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройств м для определения механических свойств литого металла.

Известно устройство для определения механических свойств литого металла, содержащее литейную форму, выполненную разъемной состоящую из неподвижной и подвижной частей,служащих захватами, и боковых вставок для формирования рабочей части образца при -кристаллизации после заливки металла. Свойства литого металла определяют в твердо-жидком состоянии путем разрыва отлитых образцов при неполном затвердевании металла после отвода боковых вставок ri .

Наибол ее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения механических свойств литого металлу, содержащее разъемную литейную форму, включающую напорную и сообщенную с ней измерительную полость, и средства измерения деформации металла. Литейная форма выполнена в виде металлического разъемного кокиля, .внутренний объем которого образует измерительную полость, и сообщенную с ней через верхний торец кокил втулку с воронкой для заливки жидкого металла, объем которых образует напорную полость 2J . .

Общим недостатком известных устройств является низкая точность опрделения механических свойств затвердевшего на стенках формы слоя металла при повышенных температурах,обусловленная невозможностью слива расплава цосле выдержки его., в.форме, что приводит к перегреву затвердевшего слоя в безопорной зоне после разъема формы за счет тепла незатвердевшего сплава.

Цель изобретения - повышение точности при определении технических свойств затвердевшего на стенках формы слоя металла при повышенных температурах путем исключения перегрева слоя в безопорной зоне литейной формы. I . ,

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения механических свойств литого металла содержащем разъемную литейную форму включающую напорную полость и сообщенную с ней измерительную, и средства измерения деформации металла, в боковой стенке измерительной полоти.выполнено отверстие, в литейной форме выполнена сливная полость, а устройство снабжено вставкой,установленной в отверстии с возможность осевого перемещения, и перегородкой установленной между измерительной

и сливной полостями с возможностью перемещения и имеющей теплоизоляцию на ее поверхности, обращенной к измерительной полости.

f. Кроме того, устройство снабжено фиксатором перегородки.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройствосодержит литейную форму, выполненную в виде подвижной V полуформы 1, установленной на приводной раме 2, и неподвижной полуформы 3. Полуформы 1 и 3 образуют напорную полость 4 и сообщенные с ней измерительную 5 и сливную 6 полости, между

5 которьоми установлена с возможностью перемещения перегородка 7, связанная с размещенным на раме 2 приводом 8. На поверхности перегородки 7, обращенной к измерительной полости

0 5, размещена теплоизоляции 9, теплопроводность которой меньше теплопроводности материала стенки измерительной полости 5. При этом объем сливной noJiocTH б с учетом возможных

5 выплесков при сливе расплава должен быть на 10-15% больше суммы объемов напорной полости 4 и измерительной полости 5. В боковой стенке последней выполнено отверстие, в- котором

Q установлена с возможностью осевого перемещения вставка 10, связанная с размещенным на раме 2 приводом 11. На раме 2 размещен фиксатор 12 положения перегородки 7.

Устррйство работает следующим образом.

При сомкнутых полуформах 1 и 3 жидкий металл заливают через напорную полость 4 в измерительную пО- . .лость 5. При этом перегородка 70 перекрывает сливную полость 6, а вставка 10 расположена в отверстии боковой стенки измерительной по лости заподлицо со стенкой.

5 При охлаждении и кристаллизации жидкого металла на стенках измерительной полости 5 нарастает затвердевший слой 13 металла. -После выдержки , необходимой для формирования слоя 13 заданной тол1дины,вставка

10 при помощи привода 11 выдвигается из отвеЕ стия стенки полости 5. При этом в форме образуется безопорная зона, в которой отсутствует контакт между вставкой 10 и слоем 13,

5 вследствие чего в безопорной зоне уменьшается отвод тепла от слоя 13, и происходит нагрев последнего незатвердевшим расплавом металла, который находится в измерительной по0 лости 5. Под действием гидростатического Давления столба расплава, находящегося в напорной полости 4, слой 13 в безопорной зоне деформи- руется. Дня предотврайения дальне

5 шего увеличения толщины слоя 13 и его перегрева расплавом металла, .на холящегося в измерительной полости 5,-включают привод 8 и перемещают перегородку 7 до ее взаимодействия с фиксатором 12. При этом фиксатор 12предварительно устанавливают на раме 2 в положение, при котором п ерегородка 7 отводится на величину , меньшую размера Ъ измерительной полости 5 . г Ъ - S, где S - толщина слоя 13 металла на стенке измерительной полости 5. При этом обеспечи;вается опора для слоя 13в виде выступающей части перегородки 7. Поскольку теплопроводность теплоизоляции 9, размещенной на поверхности перегородки 7, обращенной к полости 5 f меньше теплопро водности материала стенки последней то толщина 8 затвердевшего слоя металла на поверхности перегородки 7 меньше толщины S слоя 13 металла на стенке измерительной полости 5, а температура слоя металла, образовавшегося на поверхности перегородки, выше температуры слоя 13 металла На стенке измерительной полости 5. Под напором расплава слой металла, образовавшийся на перегородке 7 разрушается при отведенной перегоро ке 7 и происходит слив расплава в сливную полость 6. Давление на слой 13 и величину его деформации в безопорной зоне в процессе испытания фиксируют при помощи средств измерения деформации (не показаны/. По величине давления и деформации в безопорной зоне определяют механические свойства литого металла по известным зависимостям. После слива расплава отводят раму 2 с полуформой 1, извлекают слой 13 и при необходимости испытывают последний на разрыв по известной методике. После очистки полостей 4-6 вставку 10 и перегородку 7 устанавливают в исходное положение, полуформы 1 и 3 соединяют и повторяют процесс испытаний. Изобретение позволяет повысить точность при определении механических свойств затвердевшего на стенках формы слоя металла при повышенных температурах благодаря использованию сливной полости, перегородки, установленной между ней и измерительной полостью с возможностью перемещения, а также вставки, установленной в боковой стенке измерительной полости с возможностью осевого перемещения,- что обеспечивает быстрый слив расплава и исключает перегрев слоя литого металла в безопорной зоне.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИТОГО МЕТАЛЛА, содержащее разъемную литейную форму/ .включающую напорную полость и сообщенную с ней измepитeльнyю и средства измерения деформации метадла, о т л и чаю щ е е с, я . те, что, с целью повышения точности при определении механических свойств затвердевшего на стенках формы слоя металла при повышенных температурах путем .исключения перегрева слоя в безопорной зоне литейной формы, в боковой стенке измерительной полости выполнено отверстие, в литейной форме выполнена сливная полость, а устройство снабжено вставкой, установленной в отверстии с возможностью осевого перемещения, и перегородкой, установленной между измерительной и сливной полостями с возможностью перемещения и имеющей теплоизоляцию на ее поверхности, обращенной к измерительной полости . (О 2. Устройство по П.1, о т л и чающее с я тем, что, оно снабжено фиксатором перегородки. а о со 00