Устройство для определения механических свойств литого металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИК 191 (11)ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАН ЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ав( 21) 3487284/25-28 1 тем, что, с целью повышения точнос- (22) 20,08.82 ти прн определении механических (46) 15.12.83.Бюл, М 46 свойств затвердевшего на стенках фор (72) Л.Е. Щиголь-Шенделис и А,А.Крей мы слоя металла при повышенных темцер пературах путем .исключения перегре- .(71) Научно-исследовательский инсгн- ва слоя в безопорной зоне литейной тут специальных способов литья.формы, в боковой стенке измеритель- (53) 620172.251.222(088,8). ной полости выполнено отверстие, в (56) 1, Авторское свидетельство СССР . литейной форме выполнена спивная В 160615, кл 0 01 в 3/18, 1962. полость, а устройство снабжено вст.2, Авторское свидетельство СССР , кой, устанОвленной в отверстии сР 332358, кл. О 01 и 3/18, 1970 возможностью осевого перемещения, и (прототип).перегородкой, установленной междуизмерительной н сливной полостями (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ- с возможностью перемещения и имею- НИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИТОГО ИЕ- . щей,теплонзолЯцию на еЕ повеРхносР ТЕЛЛА, содержащее разъемную литейную ти, обращенной к измерительной по- щ форму, .включающую напорную полость лости. и сообщенную с ней измерительную 2. Устройство по п,1, о т л и - и средства измерения деформации ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабметалла, о т л и ч а ю щ е е с яжено фиксатором перегородки.40 Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения механическихсвойств литого металла.Известно устройство для определения механических свойств литого ме 5талла, содержащее литейную форму,выполненную разъемной состоящую изнеподвижной и подвижной частей,служащих захватами, и боковых вставокдля формирования рабочей части образца при кристаллизации после заливки металла. Свойства литого металла определяют в твердо-жидкомсостоянии путем разрыва отлитыхобразцов при неполном эатвердевании металла после отвода боковыхвставок 1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и. достигаемому результату является 20устройство для определения механических свойств литого металла, содержащее разъемную литейную Форму,включающую напорную и сообщенную сней измерительную полость, и средства измерения деформации металла.Литейная форма выполнена в видеметаллического разъемного кокиля,.внутренний объем которого образуетизмерительную полость, и сообщен- З 0ную с ней через верхний торец кокилявтулку с воронкой для заливки жидкого металла, объем которых образуетнапорную полость 2 .Общим недостатком известных устройств является низкая точность определения механических свойств затвердевшего на стенках формы слоя металла при повышенных температурах,обусловленная невозможностью слива расплава после выдержки его. в.форме,что приводит к перегреву затвердевшего слоя в безопорной зоне послеразъема формы за счет тепла незатвердевшего сплава,Цель изобретения - повышение точности при определении техническихсвойств затвердевшего на стенкахформы слоя металла при повышенныхтемпературах путем исключения перегрева слоя в безопорной зоне литейной формы.1Указанная цель достигается тем,что в устройстве для определениямеханических свойств литого металла,содержащем разъемную литейную форму,включающую напорную полость и сообщенную с ней измерительную, и сред-ства измерения деформации металла,в боковой стенке измерительной полости выполнено отверстие, в литейной 60форме выполнена сливная полость,а устройство снабжено вставкой, установленной в отверстии с возможностьюосевого перемещения, и перегородкой,установленной между измерительной 65 и сливной полостями с возможностьюперемещения и имеющей теплоизоляциюна ее поверхности, обращенной к измерительной полости.Кроме того, устройство снабженофиксатором перегородки.На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Устройствосодержит литейную форму, выполненную в виде подвижнойполуформы 1, установленной на приводной раме 2, и неподвижной полуформы3Полуформы 1 и 3 образуют напорнуюполость 4 и сообщенные с ней измерительную 5 и сливную б полости, междукоторыми установлена с возможностьюперемещения перегородка 7, связанная с раэмеценным на раме 2 приводом 8. На поверхности перегородки 7,обращенной к измерительной полости5, размещена теплоизоляции 9, теплопроводность которой меньше теплопроводности материала стенки измерительной полости. 5, При этом объемсливной полости б с учетом возможныхвыплесков при сливе расплава долженбыть на 10-15 больше суммы объемовнапорной .полости 4 и измерительнойполости 5. В боковой .стенке последней выполнено отверстие, в которомустановлена с возможностью осевогоперемещения вставка 10, связанная сразмещенным на раме 2 йриводом 11,На раме 2 размещен фиксатор 12 положения перегородки 7.Устройство работает следующим образом,При сомкнутых полуформах 1 и 3жидкий металл заливают через напорную полость 4 в измерительную полость 5. При этом перегородка 7перекрывает сливную полость б, авставка 10 расположена в отверстиибоковой стенки измерительной полости заподлицо со стенкой. При охлаждении и кристаллизации жидкого металла на стенках измерительной полости 5 нарастает затвердевший слой 13 металла. После выдержки, необходимой для Формирования слоя 13 заданной толщины,вставка 10 при помощи привода 11 выдвигается из отвеРстия стенки полости 5, При этом в форме образуется безопорная зона, в которой отсутствует контакт между вставкой 10 и слоем 13, вследствие чего в безопорной зоне уменьшается отвод тепла от слоя 13, и происходит нагрев последнего не- затвердевшим расплавом металла, который находится в измерительной полости 5. Под действием гидростатического давления столба расплава, находящегося в напорной полости 4, слой 13 в безопорной зоне деформид руется. Для предотврац 1 ения дальнер шего увеличения толцины слоя 13 и1060980 10 Редактор С. Лисина Составитель М. МатюшинТехред Т.Маточка Корректор И, Эрдейи Заказ 10028/43 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 его перегрева расплавом металла, .на,.ходящегося в измерительной полости5, включают привод 8 и перемещаютперегородку 7 до ее взаимодействияс Фиксатором 12. При этом фиксатор12 предварительно устанавливают нараме 2 в положение, при которомйерегородка 7 отводится на величинуК, меньшую размера Ъ измерительнойполости 5Р где Я - толщина слоя 13 металла настенке измерительной полости 5, Приэтом обеспечивается опора для слоя13 в виде выступающей части перегородки 7. Поскольку теплопроводность теплоизоляции 9, размещеннойиа поверхности перегородки 7, обращенной к полости 5, меньше теплопроводности материала стенки последней, 2 Ото толщина 8 затвердевшего слояметалла на поверхности перегородки7 меньше толщины Б слоя 13 металлана стенке измерительной полости 5,а температура слоя металла, образовавшегося на поверхности перегородки, выше температуры слоя 13 металла на стенке измерительной полости5. Под напором расплава слой металла, образовавшийся на перегородке 7,разрушается при отведенной перегородке 7 и происходит слив расплава всливную полость 6. Давление на слой 13 и величину его деформации в безопорной зоне в процессе испытания Фиксируют при помощи средств измерения деформации (не показаны). По величине давления и деформации в безопорной зоне определяют механические свойства литого металла по известным зависимостям. После слива расплава отво - дят раму 2 с полуформой 1, извлекают слой 13 и при необходимости испытывают последний на разрыв по известной методике.После очистки полостей 4-6 вставку 10 и перегородку 7 устанавливают в исходное положение, полуформы 1 и 3 соединяют и.повторяют процесс испытаний. Изобретение позволяет повысить точность при определении механических свойств затвердевшего на стенках формы слоя металла при повышенных температурах благодаря использованию сливной полости, перегородки, установленной между ней и измерительной полостью с возможностью перемещения, а также вставки, установленной в боковой стенке измерительной полости с возможностью осевого перемещения, что обеспечивает быстрый слив расплава и исключает перегрев слоя литого металла в безопорной зоне.