Устройство для контроля свойств чугуна Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

Изобретен ие относится к устройствам для контроля свойств чугуна, в частности количества первичного цементита в структурах отливок из чугунов, 1И может быть использовано в м еталлургки и машиностроении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для контроля физико-технолошческих свойств чугуна, который позволяет определять физико-технологические изменения, происходящие в чугуне после заливки в литейную форму, и зафиксировать их в виде кинематических кривых охлаждения, усадки и электросопротивления 1. Чувствительность к изменению электросопротивления в зависимости от химического состава серого чугуна, количества и размера графитовых включений высока.

Но прибор не позволяет определить велич1ину отбела, так как изменение электросопротивления определяется «а участках пробы, удаленных от места максимальной скорости затвердевания.

Целью изобретения является определение склониости чугунов к образованию первичного цементита (величины отбела) без разрушения, с -повышенной: точностью.

Побтавленная цель достигается тем, что устройство содержит дополнительные электроды, расположенные |Вдоль формы симметрично относительно ее центра, и многопозиционный переключатель, соединенный с регистратором, причем соединение электродов с переключателем выполнено с возможностью соединения с регистратором пар электродов, расположенных на одинаковом расстоянии от торцовых холодильников.

На чертеже представлен обш;ий вид устройства для определения склонности чугуна к образованию отбела.

Устройство содержит форму 1, изготовленную из низкотеплопроводного материала, например формовочной смеси, «а которой установлена заливочная чаша 2. Внутри формы попарно установлены электроды 3. Форма с торцов закрывается водоохлаждаемыми торцовыми холодильниками 4. Электроды 3 попарно подключаются к переключателю 5, с которого сигнал поступает «а регИСтратор € и фиксируется им в виде кривых изменения электросопротивления. В состав устройства входит выпрямитель 7, от которого постоянный ток необходимой силы и напряжения подводится к металлическим торцовым холодильникам 4.

Торцовые колодальник1и выполняются водоохлаждаемыми со сменной торцовой частью 8, находящейся в контакте с залитым чугуном. Устройство работает следующим образом. Расплавленный чугун через чашу 2 заливается в форму /. Через залитый чугун пронускается достоянный ток, нанример, силой 8 Л .и «апряжением 6 В, нодведенный к металлическим торцовым холодильникам 4. В результате нрохождения тока между электродами 3, расположенными вдоль формы симметрично относительно ее центра, возникает разность потенциалов, которая зависит от структуры закристаллизовавш1егося чугуна, в первую очередь от содерлсания первичного цементита (см.таблицу). При помощи переключателя 5 иа регистратор 6 через равные промежутки времени подается сигнал, соответствующий электросопротивлению между определенными парами электродов, находящимися на равном расстоянии от торцовых холодильников. В зависимости от доли иервичного цементита на участках между электродами регистратор фиксирует изменение электросопротивлекня, по которому определяется глубина отбела. Образование первичного цементита зависит от скорости затвердевания чугуна, которая, в свою очередь, определяется условиями теплообмена между залитым чугуном и охлаждающей .водой, тротекающей вдоль торцовой части холодильника. С целью повышения стабильности работы устройства торцовые холодильннки выполняются Водоохлаждаемыми с постояпным расходом воды, что позволяет стабилизировать термическое сопротивление на участке «залитый чугун - «водоохлаждаемый торцовый холодильник - «охлаждающая -вода. iC целью повыщения чувствительности устройства торцовая часть холодильника 4, находящаяся в контакте с залитым чугуном, изготавливается сменной из металлов с разлнч.ной теплопроводностью, что позволяет вследствие изменения термического сопротивления на участке «залитый чугун - «охлаждающая вода установить наиболее оптимальные параметры для чугунов разлпч1ного химического состава. Использование предлагаемого устройства по сравнению с существующими позволит экспрессным методом без разрушения образца определить склоиность чугунов к отбелу, яри значительном увеличеиии чувствительности по определению величины отбела; установить влияние на величину отбела легирующих и модифицирующих добавок, вводимых в жидкий чугун для получения отливок с заданной структурой; управлять технологией внепечной обработки чугуна; вести оперативный контроль качества чугуна с целью управления ходом илавки, что ведет к значительиой экономии ферросплавов; а также вырабатывать электрический сигнал, необходимый для системы автоматического контроля качества чугуна. На предлагаемом устройстве, в лабораторных условиях, проведены сравнительные исследова1ния модифицирующего эффекта графитизирующих модификаторов различного состава ,на качество чугуна. Изобретение может быть применено в чугунолитейных цехах, а также для нроведения научно-исследовательных работ. Формула изобретения Устройство для контроля свойств чугуна, состоящее из литейной формы, торцовых холодильников, одной пары электродов, введенных в полость формы через ее стенку, выпрямителя и регистрато)ра, иричем выпрямитель соедииен с холодильниками, отличающееся тем, что, с целью определения склонности чугунов к образованию первичного цементита, содержит дополнительные электроды, расположенные вдоль формы симметрично относительно ее центра, и многопозиционный переключатель, соединенный с регистратором, причем соединение электродов с иереключателем выполнены с возможностью соединения с регистратором пар электродов, расположенных на одинаковом расстоянии от торцовых холодильников. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Чернобровки1н В. П. Механические свойства литого металла. М., АН СССР, 1963.

.ВоЗа

I

3 3 3 J

I I I I

вода