專利名稱：一種大型鑄件凝固分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大型鑄件凝固分析裝置，屬于金屬凝固過(guò)程分析領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大型鑄件凝固時(shí)間長(zhǎng)，容易出現(xiàn)組織缺陷。而其重量都在數(shù)噸或者數(shù)百噸以上，一旦出現(xiàn)缺陷導(dǎo)致報(bào)廢，造成的損失不可估量。為此，在大型鑄件生產(chǎn)之前，必須對(duì)鑄件凝固過(guò)程進(jìn)行認(rèn)真分析，考慮成分、處理工藝等對(duì)鑄件凝固組織的影響，進(jìn)行大量?jī)?yōu)化試驗(yàn)，以防止出現(xiàn)缺陷，保證生產(chǎn)可靠性。但目前分析大型鑄件凝固過(guò)程的試驗(yàn)設(shè)備缺乏，工藝實(shí)驗(yàn)只能通過(guò)澆鑄大型試塊或?qū)嶋H鑄件來(lái)進(jìn)行，不僅成本高昂，而且試驗(yàn)周期長(zhǎng)，無(wú)法開(kāi)展大量試驗(yàn)，為大型鑄件質(zhì)量控制帶來(lái)困難。目前現(xiàn)有的一些熱模擬試驗(yàn)設(shè)備，基本上都針對(duì)冶金軋制過(guò)程，使用微小尺寸試樣模擬加熱、冷卻、變形過(guò)程中的組織響應(yīng)，對(duì)分析大型鑄件的緩慢凝固過(guò)程無(wú)法提供有效幫助。中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)200910199568. X公開(kāi)了一種研究外部強(qiáng)冷條件下初始凝固行為和準(zhǔn)確模擬凝固組織水平生長(zhǎng)過(guò)程的方法及其實(shí)現(xiàn)裝置，但該方法并不能實(shí)現(xiàn)大型鑄件凝固過(guò)程的分析。中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)200720067245. I則涉及了 Gleeble系熱模擬試驗(yàn)機(jī)的試樣急冷裝置的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)試樣的快速冷卻，但無(wú)法應(yīng)用于大型鑄件緩慢凝固過(guò)程。
發(fā)明內(nèi)容鑄件的凝固過(guò)程，其本質(zhì)是一個(gè)熱量散失的過(guò)程。大型鑄件凝固時(shí)間長(zhǎng)的根本原因，是其熱量散失緩慢。但是，實(shí)驗(yàn)室模擬大型鑄件凝固進(jìn)行分析時(shí)，只能使用小尺寸試塊，難以達(dá)到真實(shí)的分析效果。因此，對(duì)于小尺寸試塊，只要能夠減緩其熱量散失速度，使其像大型鑄件一樣緩慢凝固，就能夠使用小尺寸試塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型鑄件凝固過(guò)程和凝固組織的分析。為此，本發(fā)明的目的是提供一種大型鑄件凝固分析裝置，用小試塊實(shí)現(xiàn)對(duì)大型鑄件的凝固過(guò)程和凝固組織的分析，通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種大型鑄件凝固分析裝置，包括加熱爐、坩堝、溫度控制器、溫度采集系統(tǒng)、測(cè)溫?zé)犭娕?、控溫?zé)犭娕迹凰鲔釄逯糜诩訜釥t中，加熱爐內(nèi)設(shè)置與溫度控制器相連的控溫?zé)犭娕?，用于檢測(cè)并向溫度控制器提供加熱爐溫度，以使溫度控制器依據(jù)試塊緩慢凝固所需的溫度調(diào)控加熱爐的溫度；坩堝內(nèi)設(shè)置與溫度采集系統(tǒng)相連的測(cè)溫?zé)犭娕迹糜趯?shí)時(shí)檢測(cè)加熱爐溫度對(duì)應(yīng)試塊凝固過(guò)程的情況。所述坩堝為常用坩堝，如石墨坩堝、三氧化二鋁坩堝、二氧化硅坩堝、氧化鋯坩堝。所述溫度控制器、溫度采集系統(tǒng)均為普通的溫度控制器和溫度采集系統(tǒng)。使用時(shí)，將鑄件用合金液澆入坩堝中，溫度控制器和控溫?zé)犭娕几鶕?jù)大型鑄件的凝固結(jié)晶溫度和凝固時(shí)間，控制加熱爐的保溫溫度和時(shí)間，使合金液按照大型鑄件的凝固過(guò)程緩慢冷卻凝固；溫度采集系統(tǒng)通過(guò)測(cè)溫?zé)犭娕紝?shí)時(shí)檢測(cè)加熱爐溫度對(duì)應(yīng)試塊凝固過(guò)程的情況。凝固結(jié)束后，對(duì)試塊進(jìn)行組織分析，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大鑄件凝固過(guò)程和凝固組織的分析。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)該裝置能夠準(zhǔn)確控制小試塊的熱量散失過(guò)程，使其按照大型鑄件一樣緩慢凝固，能分析大型鑄件的緩慢凝固過(guò)程和凝固組織；該裝置具有成本低廉、穩(wěn)定可靠、操作方便等特點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型大型鑄件凝固分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1，大型鑄件凝固分析裝置，包括加熱爐I、坩堝2、溫度控制器3、溫度采集系統(tǒng)4、測(cè)溫?zé)犭娕?、控溫?zé)犭娕? ;所述坩堝2為三氧化二鋁坩堝，并置于加熱爐I中，加熱 爐I內(nèi)設(shè)置與溫度控制器3相連的控溫?zé)犭娕?，用于檢測(cè)并向溫度控制器3提供加熱爐I溫度，以使溫度控制器3依據(jù)試塊緩慢凝固所需的溫度調(diào)控加熱爐I的溫度； 甘堝2內(nèi)設(shè)置與溫度采集系統(tǒng)4相連的測(cè)溫?zé)犭娕?，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)加熱爐I溫度對(duì)應(yīng)試塊凝固過(guò)程的情況。根據(jù)鑄件的合金成分和相圖，確定其凝固溫度；根據(jù)其熱節(jié)尺寸，確定其凝固時(shí)間。然后據(jù)此設(shè)定加熱爐爐溫，裝置開(kāi)始運(yùn)行。將鑄件用合金液7澆入坩堝中，溫度控制器和控溫?zé)犭娕几鶕?jù)大型鑄件的凝固結(jié)晶溫度和凝固時(shí)間，控制加熱爐的保溫溫度和時(shí)間，使合金液按照大型鑄件的凝固過(guò)程緩慢冷卻凝固；溫度采集系統(tǒng)通過(guò)測(cè)溫?zé)犭娕紝?shí)時(shí)檢測(cè)加熱爐溫度對(duì)應(yīng)試塊凝固過(guò)程的情況。通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)檢測(cè)鑄件熱節(jié)中心和試塊中心的凝固溫度曲線。凝固結(jié)束后，分別對(duì)其凝固組織進(jìn)行分析，結(jié)果表明，試塊凝固組織與大型鑄件熱節(jié)心部凝固組織完全一致；而檢測(cè)到的試塊與熱節(jié)中心的凝固過(guò)程溫度曲線基本重合；實(shí)現(xiàn)對(duì)大鑄件凝固過(guò)程和凝固組織的分析?？梢?jiàn)，使用該裝置能夠準(zhǔn)確分析大型鑄件的凝固過(guò)程和凝固組織。
權(quán)利要求1.一種大型鑄件凝固分析裝置，其特征在于包括加熱爐、坩堝、溫度控制器、溫度采集系統(tǒng)、測(cè)溫?zé)犭娕?、控溫?zé)犭娕?；所述坩堝置于加熱爐中，加熱爐內(nèi)設(shè)置與溫度控制器相連的控溫?zé)犭娕?，坩堝?nèi)設(shè)置與溫度采集系統(tǒng)相連的測(cè)溫?zé)犭娕肌?br> 專利摘要本實(shí)用新型提供一種大型鑄件凝固分析裝置，包括加熱爐、坩堝、溫度控制器、溫度采集系統(tǒng)、測(cè)溫?zé)犭娕?、控溫?zé)犭娕?；所述坩堝置于加熱爐中，加熱爐內(nèi)設(shè)置與溫度控制器相連的控溫?zé)犭娕?，用于檢測(cè)并向溫度控制器提供加熱爐溫度，以使溫度控制器依據(jù)試塊緩慢凝固所需的溫度調(diào)控加熱爐的溫度；坩堝內(nèi)設(shè)置與溫度采集系統(tǒng)相連的測(cè)溫?zé)犭娕迹糜趯?shí)時(shí)檢測(cè)加熱爐溫度對(duì)應(yīng)試塊凝固過(guò)程的情況。該裝置能夠準(zhǔn)確控制小試塊的熱量散失過(guò)程，使其按照大型鑄件一樣緩慢凝固，能分析大型鑄件的緩慢凝固過(guò)程和凝固組織；該裝置具有成本低廉、穩(wěn)定可靠、操作方便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N25/72GK202512078SQ20122001633
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者周榮, 周榮鋒, 岑啟宏, 李祖來(lái), 蔣業(yè)華, 黎振華 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)