Устройство для определения жидкотеку-чести металлического расплава

. чефсх%щфиффф 4 века яь Союз Советскиа Социалистических Республик(22) Заявлено 02027 9 (21) 27 23859/18-25с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет -ОпУбликовано 230181 Бюллетень ИЯЗДата опубликования описания 230181 С 01 И 11/00 Государственный комитет СССР по аслам изобретений и открытий72) Авторы изобретения И. А, Новохатский, Н. Д, Поп ов и И. И, Карбовский Одесский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт и Научно-производственное,объединение криогенно-кислородного и газорежущегомашиностроения "Кислородмаш" им.бО-летия Октября(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕЧИЯ ЖИДКОТЕКУЧЕСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВАИзобретение относится к металлургии сплавов и может быть использовано для точного определения жидкотекучести металлических расплавов, 5Известно 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). ЗО 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 не- стационарных условий затвердевания разных его 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(1)где , - величина жидкотекучести, например длина затвердевшегопотока расплава в технологической пробе;вязкость металлического расплава;постоянная, зависящая от параметров технологической пробы, 798546Таким образом, известные устройства не позволяют точно определить величину жидкотекучести металлическогорасплава, что приводит в несопоставимости получаемых результатов, и расхождение между экспериментальными ирасчетными данными составляет 25-50.Цель изобретения - повышение точности определения жидкотекучестиметаллического 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 сечения канала обеспечивает уменьшениеградиента температур, одновременнуюкристаллизацию и остановку потока повсей длине заполняющейся части канала. Исходя из того, что величина жидОкотекучести расплава является величиной, обратной его вязкости, а политерма вязкости расплава описываетсяэкспонентой, то наиболее целесообразной формой канала является такая, прикоторой его площадь сечения увеличивается по экспоненциальному закону: ф-Ьс+6(2) где Г - площадь поперечного сечения ЗОпотока для любого заданногоф.В - текущая координата;длины потока;А,В и С- параметрические коэффициенты 35уравнения, постоянные дляданного типа расплавов.Для реальных сплавов, применяемых в промышленной технологии, ход экспоненты (2) близок к линейной завиаи- що мости, поэтому для снижения трудоемкости изготовления технологическоййробы бЕз заметного снижения точности .определения жидкотекучести площадь поперечного сечения канала технологической пробы можно увеличивать по линейному закону:. Г = Г +1 Сдо, (3)где р - площадь поперечного сеченияканала для любого заданного1Ро - площадь начального поперечного сечения канала;В - текущая координата длины канала;о - угол между центральной осью 55и образующей канала, равныйв зависимости от исследуемого типа сплавов 0,5-5,0 в.Величина угла о определяется методом подбора. Для этого предваритель- р но изготавливают технологическую пробу с углом а=5,0-7,00 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 Ы 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 б 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 се 4 ения 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 изобретенияУстройство 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, сцелью повышения точности измерений,площадь поперечного сечения измерительного канала увеличивается по экспоненциальному закону,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ХЬЫе д.Х.К., Кодегз Р. Аргас 11 са 1 саз 1 аЬ 11 Ну 1 ез 1 Еог ЬаЬ 1 егудг(д а 11 оуь. РЬ, 74,5 йЬ 1 пй. (.еаОСооУ Раг(ь, 18-22, йоч. 1974 Ргергоп 3 оп, 1.еаза Рече 1 ор.2. Тимофеев Г Ии др. Жидкотекучесть жаропрочных алюминиевых сплавов,Литейное производство. 1975, 9 1,с. 13 (прототип).798546 0010/51 Тираа 918 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий 1303.5, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5Зака иал ППП Патентф, г. Уагород, ул. Проектная Составитель В.Филатова Редактор В.Жиленко Техред Ж. Кастелевич Корректор М.Внгу