专利名称：液态合金线收缩－应力－热裂特性的多功能测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属材料研究及铸造领域，具体是能够测定液态合金线收缩、应力、热裂三种参数的多功能新型检测装置。
背景技术：
现有的合金在固态收缩过程所产生的塑性变形、内应力、挠曲裂纹等缺陷，主要是由于液态合金凝固后期的固态收缩所致。铸造工艺设计中，必须知道合金的线收缩特性，以便采用必要的补救措施并保证生产出合格的铸件；铸造应力是铸件冷却进入弹性区域以后，由于收缩受到阻碍而形成的内应力，残留在铸件中易造成使用过程中的变形，对于精度要求高的零件(如床身，工作台等)，消除铸造应力特别重要，而消除铸造应力的基础是研究液态合金凝固过程中应力变化的规律；热裂特性的测量对于合理选择铸造工艺、减少或消除铸件裂纹具有非常重要的意义。迄今为止，虽然已研究和开发出针对以上各项参数的检测装置并在实际生产中得到不同程度的应用，但由于装置的功能问题和结构合理性问题，使其应用大受影响，许多铸造生产部门和金属材料研究部门急需一种功能齐全、结构合理、操作方便的液态合金线收缩、应力、热裂特性新型测定装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种为铸造业提供一种能测定液态合金线收缩量、应力、热裂多项特性的新装置。
上述的目的通过以下的技术方案实现液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其组成包括“U”形基架，通过定位销与所述的基架连接的造型机构，所述的基架上的小车中装有定位机构和检测机构，所述的检测机构的信号输出电路与数据处理器相联，所述的小车与所述的基架的轨道之间装有换向定位器。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的定位机构包括与所述的小车箱体相联的离合器以及同轴的螺旋推进器，所述的螺旋推进器的轴端装有所述的检测机构的传感器，所述的传感器另一端的联动轴上装有卡口，所述的卡口上装有与所述的造型机构的砂箱合箱面上的孔配合的连杆，所述的基架的另一端对应装有卡口。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的传感器包括拉压传感器和位移传感器，所述的检测机构还包括安装在所述的连杆上的热电偶。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的卡口、所述的传感器、所述的螺旋推进器、所述的连杆的中心线均位于所述的造型机构的砂箱的分箱面上。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的小车上装有水冷装置。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的卡口齿槽上下通透，所述卡口颈部为方形，与所述的小车箱壁上方孔相适应。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的连杆与铸件接触处采用螺纹配合，在浇铸前先刷上涂料。
上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的同一轨道上具有两个滑面，所述的小车的轮子以90°角夹住所述的轨道。
这个技术方案有以下有益效果1.本产品可在一台机器上完成液态合金三种特性的测定，测试装置的性价比高，测热裂、线收缩实验时把换向杆调至2位置固定小车。测内应力时换向杆调至1位置释放小车。本产品功能齐全、结构合理、操作方便，能进行液态合金线收缩、应力、热裂特性新型测定。
2.由于采用“U”形基架，大大减轻了仪器的重量。
3.卡口齿槽设计上下通透，能在一定高度范围内调节和连杆连接位置，避免了由于安装或实际操作等不确定因素导致的同轴度差的不利影响，且设有导线通道传递热电偶信号。连杆类似螺帽的一端刚好能在卡口齿中竖直方向通过，而它在实际工作时受力是水平的，这样既保证了实际工作需要又在卸去主要应力后便于试样拆卸。利用定位机构、检测机构、推进机构的有机配合，可以保证测试完成后卸样方便。
3.连杆内含热电偶及导线通道可以进行在线温度测量。
4.卡口颈部截面为方形刚好通过小车车厢壁方形凹槽处。所以在摇手轮转动丝杠时卡口不会随之转动。
9.所述的连杆与铸件接触处采用螺纹配合，在浇铸前先刷上涂料，工作完成后可以拧下连杆以便再次使用。
图1是测试装置总体结构俯视图。
图2是测试装置总体结构主视图。
图3是检测热裂特性工作图。
图4是检测线收缩量工作图。
图5检测内应力工作图。
图6是型板图。
实施例1液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其组成包括“U”形基架5，通过定位销与所述的基架连接的造型机构2，所述的基架5上的小车18中装有定位机构1和检测机构3，所述的检测机构3的信号输出电路与数据处理器6相联，所述的小车18与所述的基架5的轨道之间装有换向定位器19。
实施例2上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的定位机构1包括与所述的小车箱体相联的离合器11以及同轴的螺旋推进器42，该螺旋推进器可以是丝杠，所述的螺旋推进器42的轴端装有所述的检测机构3的传感器32，与所述的螺旋推进器平行联动运动的小车上的一组平行联动轴44上面分别装有其他传感器，所述的传感器32另一端的联动轴上装有卡口12，装在所述的联动轴44上的传感器的另一端分别装有所述的卡口13、卡口14、卡口15，所述的卡口上分别装有与所述的造型机构的砂箱合箱面上的孔配合的连杆17，所述的基架5的另一端对应位置IV装有卡口16。
每个连杆上配有一个螺帽可使其夹紧相应的卡口。基架5的主动端装有推力轴承41、螺旋推进器即丝杠42、手轮43，检测机构的拉压传感器32与推力轴承41相连，再接丝杠42。丝杠与小车的连接是螺纹配合的，并以相同的方式穿过离合器11，最终与手轮43相连。小车通过八个小车轮37使其在基架II处空间两个面上的轨道上滑动，参见图2。离合器11包括外套、内套、和换向杆，离合器的外套固定在基架5的末端I位置上。所述的离合器11的内套与所述的丝杠通过螺纹连接，与内套固定的换向杆19用于固定或者施放小车18。
实施例3所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的传感器包括BK-2Y型拉压传感器31、拉压传感器32、拉压传感器33和WDL25型位移传感器34，所述的检测机构还包括安装在所述的连杆上的热电偶35。如图1拉压传感器31、拉压传感器32、拉压传感器33分别放在小车18的①、②、③位置。位移传感器34放在小车的④位置上，拉压传感器31、33、位移传感器34末端固定在小车上，而拉压传感器32与推力轴承41相连。所述的拉压传感器31、拉压传感器32、拉压传感器33、热电偶35、位移传感器34的输出端均与数据采集模块61相连，数据以RS-485串行通讯总线的方式传递给RS-485/232通信接口模块，然后送给PC机处理。
所述的卡口、所述的传感器、所述的螺旋推进器、所述的连杆的中心线均位于所述的造型机构的砂箱的分箱面上。
实施例4上述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，所述的小车上装有水冷装置38。
所述的卡口的齿槽上下通透，所述卡口颈部为方形，与所述的小车箱壁上方孔相适应。
具体结构还包括数据处理器包括数据采集模块61、通信接口模块62、PC机63。
型板22上有定位销24参见图6，在做不同实验时，放上相应的可拆换模型23即可造砂型。砂箱21合箱面处有外孔，可放入连杆17，砂箱放在基架的III位置上，参见图2。传感器与水冷装置38、卡口12～15依次相连。卡口与连杆相配合。每个连杆上配有一个螺帽可使其夹紧卡口。卡口颈部截面为方形刚好通过小车18车厢壁方形凹槽处。
而且连杆与铸件接触处采用特定螺纹配合，在浇铸前先刷上特定涂料，实验后可拧下连杆以便再次使用。卡口4与连杆5松配合。每个连杆上配有一个螺帽可使其夹紧卡口。
水冷装置38与外部循环供水装置相通。
具体实验步骤①不同实验选择相应模具放置型板的相应定位销处固定后做砂型。
②砂型做好后先把下箱放置工作台上并与定位销配合。
③测热裂、线收缩实验时把换向杆调至2位置固定小车如图6。测内应力时换向杆调至1位置释放小车。
④在砂箱外孔与卡口间装上连杆，拧紧连杆上的螺帽使其与卡口紧密配合如图3。
⑤合上箱。
⑥打开电源开关检查传感器及其它元件是否正常工作。
⑦开始测量。数据采集是通过每0.1秒读取一次所有传感器的信号值，在二维坐标下画出数据点。直到应力值突减为零的前一时刻点或温度值下降为300K时数据采集停止，将全部数据点连线，终值存入数据库。
离合器11由外套、内套、换向杆组成。内套内表面与丝杠螺纹配合，外表面光滑，可在外套内滑动。外套固定在基架上，表面有“L”形通槽。换向杆穿过通槽与内套固定。调节换向杆位置可固定或释放小车。离合器利用角铁架固定在基架的末端I位置上。
权利要求1.一种液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其组成包括“U”形基架，通过定位销与所述的基架连接的造型机构，其特征是所述的基架上的小车中装有定位机构和检测机构，所述的检测机构的信号输出电路与数据处理器相联，所述的小车与所述的基架的轨道之间装有换向定位器。
2.根据权利要求1所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的定位机构包括与所述的小车箱体相联的离合器以及同轴的螺旋推进器，所述的螺旋推进器的轴端装有所述的检测机构的传感器，所述的传感器另一端的联动轴上装有卡口，所述的卡口上装有与所述的造型机构的砂箱合箱面上的孔配合的连杆，所述的基架的另一端对应装有卡口。
3.根据权利要求2所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的传感器包括拉压传感器和位移传感器，所述的检测机构还包括安装在所述的连杆上的热电偶。
4.根据权利要求1或2或3所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的卡口、所述的传感器、所述的螺旋推进器、所述的连杆的中心线均位于所述的造型机构的砂箱的分箱面上。
5.根据权利要求1或2或3所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的小车上装有水冷装置。
6.根据权利要求2所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的卡口齿槽上下通透，所述卡口颈部为方形，与所述的小车箱壁上方孔相适应。
7.根据权利要求2或3或6所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的连杆与铸件接触处采用螺纹配合，在浇铸前先刷上涂料。
8.根据权利要求1或2或3所述的液态合金线收缩-应力-热裂特性的多功能测定装置，其特征是所述的同一轨道上具有两个滑面，所述的小车的轮子以90°角夹住所述的轨道。
专利摘要液态合金线收缩－应力－热裂特性的多功能测定装置，目前许多铸造生产部门和金属材料研究部门急需一种功能齐全、结构合理、操作方便的液态合金线收缩、应力、热裂特性新型测定装置。本产品的组成包括“U”形基架5，通过定位销与所述的基架连接的造型机构2，所述的基架5上的小车18中装有定位机构1和检测机构3，所述的检测机构3的信号输出电路与数据处理器6相联，所述的小车18与所述的基架5的轨道之间装有换向定位器19。本产品用于测定液态合金线收缩、应力、热裂三种参数。
文档编号G01N33/20GK2762134SQ20042006399
公开日2006年3月1日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年12月16日
发明者李大勇, 孙谦, 石德全, 董静薇 申请人:哈尔滨理工大学