Устройство для комплексометрического контроля параметров трещинообразования литейного сплава

 

Изобретение относится к области литейного производства и предназначено для комплексометрического контроля параметров трещинообразования литейного сплава. Цель изобретения - повьшение точности измерения. В литейную форму 1 через литниковую чашу 3 заливают исследуемый сплав. Омметром 14 измеряют сопротивление между измерительными электродами 11, 12, установленными в начале сопряжения литейной формы 1. Для выявления и устранения помех от изменения температуры между электродом 12 и местом заливки металла установлен компенсационный электрод 13 в электроизоляционной оболочке, сопротивление которого измеряется омметром 15. После заливки металла одновременно с записью электросопротивления на омметрах 14, 15 на потенциометре 9 посредством тяги 5, упругодеформирующей пластины 6, датчика 7 линейных перемещений, преобразователя 8, датчика 10 температуры записываются i во времени температура и деформация ступенчатой пробы. Графики, построенные по показаниям омметров 14, 15 и потенциометра 9, дают возможность контролировать процесс трещинообразования . 2 з.п.ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (Ц) (51)4 G 01 N 33 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3795265/22-02 (22) 29.09.84 (46) 15 ° 03.87. Бюл ° к- 10 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) 10.3.Бабаскин, Е.Г.Афтандилянц и В.Н.Купыро (53) 621.744.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1247747, кл. С 01 N 33/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСО1(ЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАИЕТРОВ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ ЛИТЕЙНОГО СПЛАВА (57) Изобретение относится к области литейного производства и предназначено для комплексометрического контроля параметров трещинообраэования литейного сплава. Цель иэобретения— повышение точности измерения. В литейную форму 1 через литниковую чашу

3 заливают исследуемый сплав. Омметром 14 измеряют сопротивление между измерительными электродами 11, 12, установленными в начале сопряжения литейной формы 1. Для выявления и устранения помех от изменения температуры между электродом 12 и местом заливки металла установлен компенсационный электрод 13 в электроизоляционной оболочке, сопротивление которого измеряется омметром 15. После заливки металла одновременно с записью электросопротивления на омметрах 14, 15 на потенциометре 9 посредством тяги 5, упругодеформирующей пластины 6, датчика 7 линейных перемещений, преобразователя 8, датчика 10 температуры записываются, во времени температура и деформация ступенчатой пробы. Графики, построенные по показаниям омметров 14, 15 и потенциометра 9, дают возможность контролировать процесс трещинообразования. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1 12969

Изобретение относится к литейному производству, а именно к устройствам для определения трещиноустойчивости сплава, и предназначено для использования в литейных лабораториях заводов и научно-исследовательских институтов, занимающихся проблемами литейного производства.

Цель изобретения — повышение точности измерения. 10

На фиг,1 приведена схема устройства для комплексометрического контроля параметров трещннообразования литейных сплавов; на фиг.2-4 — схемы определения центра сопряжения полос- 15 ти литейной формы и места установки измерительных и компенсационного электродов; на фиг.5 — результаты определения параметров трещинообразования стали 23ХГС2ИФЛ. 20

Устройство для комплексометрического контроля параметров трещинообразования литейных сплавов состоит из опоки 1, в которой формуется ступенчатая проба 2, литниковой чаши

3, болтов 4 для односторонней жесткой фиксации затвердевающего металла, тяги 5, последовательно соединяющей упругодеформирующую пластину б с затвердевающим металлом, датчика 7 линейных перемещений (оттарированного на усилие), ферродинамического датчика 8, преобразующего линейные перемещения в электросигналы, потенциометра 9, одновременно регистрирую- 35 щего деформацию и температуру, датчика 10 температуры (оттарированного по показаниям термопары, установленной s месте зарождения трещины).

В начале сопряжения литейной формы, образующего полость сопряжения ступенчатой пробы, установлены измерительные электроды 11 и 12, полностью погруженные в полость литейной 45 формы, а между измерительным электродом 12 и местом заливки металла установлен компенсационный электрод

13, погруженный на глубину, равную половине длины погруженных участков 50 измерительных электродов (сумма радиусов большего и малого участков ступенчатой пробы). Выходы измерительных 11, 12 и компенсационного 13 электродов соединены с входом соответствующих омметров 14 и 15, выходы которых подключены к соответствующим внешним устройствам 1б и 17. Измерительные электроды 11 и 12 и компенса32 2 ционный электрод 13 имеют одинаковое электросопротивление (например, R = — 153 10 Ом).

Устройство работает следующим об— разом.

В литейную форму 1 через литниковую чашу 3 заливали исследуемый сплав.

Длина литейной формы предлагаемого устройства находится в прямой зависимости от длины ступенчатой пробы и должна превышать ее в 1,2-1,б раза.

Длина литейной формы менее 1,2 длины ступенчатой пробы нецелесообразна вследствие образования тонкого слоя земли между ступенчатой пробой и опокой и прорывом этого слоя прн заливке металла ° Длина литейной формы более

1,б длины ступенчатой пробы нецелесообразна вследствие затрудненной формовки иэ-за увеличения длины тяги

5, находящейся в литейной форме.

При заливке ступенчатой пробы обязательная жесткая односторонняя фиксация исследуемого сплава (в предлагаемом устройстве эту фиксацию выполняют болты 4), Болты 4 устанавливаются в литейной форме по оси полости, образующей ступенчатую пробу на расстоянии О, 15-0, 20 длины литейной формы от торца опоки со стороны установки датчика температуры. Установка болтов на расстоянии менее

0 15 длины литейной формы нецелесообразна вследствие того, что в этом случае заливка металла производится между болтами 4 и местом сопряжения литейной формы и неконтролируемая толщина появляется между местом сопряжения литейной формы и болтами 4 в различных местах„ близких к месту заливки металла. Установка болтов на расстоянии более 0,2 длины литейной формы нецелесообразна вследствие уменьшения рабочего участка ступенчатой пробы и увеличения количества металла, не подвергаемого исследованию. !

Центр сопряжения полости литейной формы, образующей переход от одного диаметра пробы к другому, определяется как точка измерения радиуса кривизны сопряжения (точка перехода от одного радиуса к другому), отнесенная к осн ступенчатой пробы (фиг.2, точка С), и должен находиться на расстоянии О, 07-0, 08 длины литейной формы от центра жесткой фиксации сплава (место установки болтов 4). Располо1296932 жение центра сопряжения полости литейной формы на расстоянии менее

0,07 длины литейной формы нецелесообразно вследствие ускоренного охлаждения термического узла отливки из-за 5 влияния фиксирующих болтов.

Расположение центра. сопряжения полости литейной формы на расстоянии более 0,08 длины литейной формы нецелесообразно вследствие неконтроли- 10 руемого появления трещин между фиксирующими болтами и полостью литейной формы.

В процессе заливки сплава включается измерительная и компенсационная 15 цепь.

Установка измерительных электродов

11 и 12 в начале сопряжения литейной формы, образуюшейполость сопряжения ступенчатой пробы, (точки Аи Р на фиг.2 20 фиг, 2) выз ва на тем, что именно в э том объеме происходит образование и развитие трещин. Установка измерительных электродов между точками Аи В (фиг.2)

25 нецелесообразна вследствие возможного возникновения трещины непосредственно в месте установки измерительных электродов, что не позволяет достоверно определить момент образования трещины. Установка измерительных электродов вне точек А и В (фиг.2) нецелесообразна вследствие увеличения объема металла, не связанного с зарождением трещины, что приводит к увеличению уровня помех и затрудняет достоверное определение момента образования трещины.

Измерительные электроды должны быть полностью погружены в полость литейной формы, поскольку в этом случае вся область трещинообразования полностью контролируется по сечению отливки. При частичном погружении измерительных электродов в полость литейной формы, при возникновении трещины ниже уровня измерительных электродов возникает значительная погрешность в определении момента ее появления °

t 50

Для устранения помех и побочных эффектов, не связанных с процессом образования трещин вне области сопряжения литейной формы, ограниченной точками Л и В, например, между измерительным электродом 12 и местом заливки металла установлен .компенсационный электрод 13 в электроизоляционной оболочке 18 (фиг.З и 4). Назначение компенсационного электрода— устранение влияния температуры на электросопротивление измерительных электродов. Это реализуется тогда, когда измерительные и компенсационные электроды находятся в идентичных температурных условиях, что достигается погружением компенсационного электрода в полость формы на глубину, равную половине длины погруженных в полость формы участков измерительных электродов, и соответствует сумме радиусов большого и малого участков ступенчатой пробы, что соответствует длине контакта измерительных электродов с металлом.

Одинаковая длина контакта измерительных и компенсационного электродов с металлом приводит к идентичной зависимости изменения их электросопротивления от температуры металла, что дает возможность устранить систематическую ошибку при определении разности электросопротивлений на измерительных и компенсационном электродах.

Погружение компенсационного электрода на большую или меньшую глубину чем сумма радиусов большого и малого участков ступенчатой пробы нецелесообразно, поскольку приводит к появлению систематической ошибки, Компенсационный электрод необходимо погружать в металл в электроизоляционной оболочке, что устраняет электрический контакт электрода и исследуемого металла и дает возможность определить величину электросопротивления электродов, связанную только с температурой и помехами.

Разность электросопротивления измерительных и компенсационного электродов дает возможность определить электросопротивление, связанное с появлением трещины, и по его измерению определить момент образования трещины и синхронизировать его с температурными, силовыми и деформационными параметрами процесса трещинообразования литого сплава при затвердевании, Изменение электросопротивления на измерительных электродах 11 и 12 и компенсирующем электроде 13 посредством цифровых омметров 14 и 15 (например, Ш-34) фиксируется на внешних устройствах 16 и 17 (например, цифропечатающая машинка типа ЭУИ-231 или ЭУМ-46).

1296932

После .заливки исследуемого металла одновременно с записью электросопротивления на потенциометре 9 (например, ЭПП-09, КСП-4) посредством тяги 5, упругодеформирующей пластины 6, датчика 7 линейных перемещений, преобразователя 8 линейных перемещений в электрические сигналы (например, ферродинамический датчик

ФД-3), датчика 10 температуры записываются во времени температура и деформация ступенчатой пробы.

Графики, построенные по данным зафиксированным на внешних устройствах 16, 17 и потенциоментре 9, дают возможность с повышенной точностью контролировать процесс трещинообразования литейных сплавов.

Формула и зобрет ения

1. Устройство для комплексометрического контроля параметров трещино- образования литейного сплава, содержащее двухступенчатую литейную форму с сопряженными цилиндрическими полостями и средство для односторонней жесткой фиксации затвердевающего металла в виде болтов, тягу, один конец которой расположен в полости меньшего диаметра литейной формы, а второй через упругодеформирующую пластину соединен с датчиком линейных перемещений, выход которого соединен с ферродинамическим преобразователем линейных перемещений в электрический сигнал, выход которого соединен с первым входом измерительного прибора,, второй вход которого соединен с термопарой, установленной ,в полости большего диаметра литейной формы„ два измерительных и компенсационный электроды, выполненные из материала с одинаковым электросопротивЛением и соединенные соответственно с измерительными приборами, причем электроды установлены в полости литейной формы, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измерительные электроды установлены в начале и конце сопряжения полостей литейной формы и полностью заглублены в полость литейной формы, а компенсационный электрод в электроизоляционной оболочке заглублен в полость большого диамет20 ра литейной формы вне места сопряжения ступеней на глубину, равную половине длины заглубления, в полость формы участков измерительных электроцов.

2» Устроиство по и» 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что длина литейной формы составляет 1,2-1,6 длины полостей, а центр сопряжения по30 лости литейной формы расположен на расстоянии 0,07-0,08 длины формы от центра жесткой фиксации металла.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в болты ус35 тановлены на расстоянии О, 15-0,2 длины литейной формы от ее торца со стороны установки датчика температуры.

1296932

1296932

Ри,й

53r

4> О N Ж6 1Ф

@МЮРА СЮ

Составитель А.Абросимов

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Олейник Корректор С.Черни

Заказ 771/46

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4