Устройство для определения жидкотеку-чести металлического расплава

 

. ию сх%щ р (т век@ 1йс ю ) Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ау (22) Заявлено 02027 9 {21) 27 23859/18-25 (51) М

С 01 И 11/00 с присоединением заявки ¹â€”

{23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но дезам изобретений и открытий

Опубликовано 230181 Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 230181 (5-Э) Уд({532 . 137 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.A. Íoâoõà Tcêèé, H.Ä. Ïîï îâ и И. И. Карбовский

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Научно-производственное, объединение криогенно-кислородного и газорежущего машиностроения "Кислородмаш" им.бО-летия Октября (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕЧИЯ ЖИДКОТЕКУЧЕСТИ

МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА

Изобретение относится к металлургии сплавов и может быть использовано для точного определения жидкотекучести металлических расплавов. 5

Известно устройство для определения жидкотекучести металлического расплава, содержащее емкость, сообщающуюся с измерительными каналами, которые имеют переменные, уменьшающиеся по длине поперечные сечения (1).

Недостатки известного устройства состоят в том, что оно предназначено для определения жидкотекучести только сплавов для аккумуляторных пластин (свинец с добавками сурьмы, кадмия и т.п.), для его осуществления необходимо специальное заливочное устройство, а также в том, что,оно предназначено только для определения заполняемости металлическим расплавом тонких сечений отливок.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для определения жидкотекуЧести металлического расплава, содержащее емкость с воронкой для заполнения исследуемого материала, сообщающуюся с измерительным каналом. Измеряется затвердевший металлический поток от начала измерительного канала (2).

Недостаток данного устройства состоит в том, что принятая форма канала не обеспечивает возможности расплаву выявить весь запас жидкотекучести, которой он обладает, из-за того, что происходит неодновременная Кристаллизация потока по длине ввиду нестационарных условий затвердевания разных era частей.

В известных технических решениях главным фактором, определяющим величину жидкотекучести, является теплоотвод между потоками расплава и стенками формы, а не величина исходной вязкости, которая связана с жидкотекучестью, как свойством, характеризующим подвижность расплава, линейной зависимостью

c =k — %, (1)

Я где )„— величина жидкотекучести, например длина затвердевшего потока расплава в технологической пробе; вязкость металлического расплавау постоянная, зависящая от параметров технологической пробы.

798546

Таким образом, известные устройства не позволяют точно определить величину жидкотекучести металлического расплава, что приводит в несопоставимости получаемых результатов, и расхождение между экспериментальными и расчетными данными составляет 25-50%.

Цель изобретения — повышение точцрсти определения жидкотекучести металлического расплава.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для определения жидкотекучести расплава площадь поперечного сечения измерительного канала увеличивается по экспоненциальному закону.

Увеличение площади поперечного се- )5 чения канала обеспечивает уменьшение градиента температур, одновременную кристаллизацию и остановку потока по всей длине заполняющейся части канала. Исходя из того, что величина жид-2О котекучести расплава является величиной, обратной его вязкости, а политерма вязкости расплава описывается экспонентой, то наиболее целесообразной формой канала. является такая, при 5 которой его площадь сечения увеличивается по экспоненциальному закону:

-Ь " ъг, () где F — площадь поперечного сечения ЗО потока для любого заданного

Ф.

 — текущая координата. длины потока;

A В и С- параметрические коэффициентыЗЗ уравнения, постоянные для данного типа расплавов.

Для реальных сплавов, применяемых в промышленной технологии, ход экспоненты (2) близок к линейной завиаи- gg мости, поэтому для снижения трудоемкости изготовления технологической йробы бЕз заметного снижения точности .определения жидкотекучести площадь поперечного сечения канала технологической пробы можно увеличивать по линейному закону:

= Fa+ltgN - (3) . где F — площадь поперечного сечения канала для любого заданного

1.

F© — площадь начального поперечного сечения канала;

 — текущая координата длины канала; о — угол между центральной осью $5 и образующей канала, равный в зависимости от исследуемого типа сплавов 0,5-5,0 .

Величина угла оС определяется методом подбора. Для этого предваритель- д но изготавливают технологическую пробу с углом а =5,0-7,0О и заливают ее исследуемым металлом. Полученный об-. разец разрезают на две части по длине и определяют подкорковую усадочную пористость. Угол между усредненной прямой линией распределения усадочной. пористости и центральной осью образца является близким к истинному углу a( для данного типа сплавов.

В предлагаемом устройстве жидкий металл 1 заливают в чашу 2, содержащую воронку 3. Устройство содержит стопор 4, емкость 5, измерительный канал 6 для технологической пробы, образуемый двумя: верхней 7 и нижней

8 половинами измерительной -трубки.

Устройство работает следующим образом.

В заполненной жидким металлом воронке открывают стопор 4. В результате поток металла по емкости 5 поступает в канал б. Канал выполнен расширяющимся по линейному закону, причем угол расширения выбран таким, что он приближен к экспоненте для данного сплава. Это обеспечивает увеличение по закону, близкому к экспоненциальному, площади поперечного се4ения потока по мере движения его по каналу.

При этом в конечных по ходу потока .(широких) частях канала расплав застывает (по сравнению с поступившими в канал порциями) незначительно, так как масса расплава здесь велика. Благодаря расширению расплава приблизительно по экспоненциальному закону, температура всего потока к моменту его остановки практически выравнивается.- В результате поток кристаллизуется практически одновременно по всей

его длине. После кристаллизации потока жидкого металла открывают трубку и замеряют длину полученного образца.

Формула изобретения

Устройство для определения жидкотекучести металлического расплава, содержащее емкость с воронкой для заполнения исследуемым материалом, сообщающуюся с измерительным каналом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, площадь поперечного сечения измерительного канала- увеличивается по экспоненциальному закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. White g.W.R., Rogers P. Apractical castabilitv test for battery

grid alloys. Pb, 74.5 th Int. Lea0

Conf,, Paris, 18-22, йоч. 1974 Prepr..)

1опЧоп, .еаза Develop.

2. Тимофеев Г.И..и др. Жидкотекучесть жаропрочных алюминиевых сплавов. Литейное производство . 1975, 9 1, с. 13 (прототип).

798546

Составитель В.Филатова

Редактор В.Жиленко Техред Ж. Кастелевич Корректор М.Вигула

Заказ 10010/51 Тиран 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

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

Филиал ППП Патент, r. Уагород, ул. Проектная, 4