Устройство для комплексометрического контроля параметров трещинообразования литейного сплава

(51) 4 С 01 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Й1) ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ ИСА(56) Авторское свидетельство СССРУ 1247747, кл. С 01 М 33/20, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ ЛИТЕЙНОГО СПЛАВА(57) Изобретение относится к областилитейного производства и предназначено для комплексометрического контроля параметров трещинообраэованиялитейного сплава. Цель иэобретения -повышение точности измерения. В литейную форму 1 через литниковую чашу3 заливают исследуемый сплав. Омром 14 измеряют сопротивление между 0итья АН УССРАфтандилянц метфиР Н АВТОРСКОМУ С измерительными электродами 11, 12,установленными в начале сопряжениялитейной формы 1. Для выявления иустранения помех от изменения температуры между электродом 12 и местом заливки металла установлен компенсационный электрод 13 в электроизоляционной оболочке, сопротивлениекоторого измеряется омметром 15. После заливки металла одновременно сзаписью электросопротивления на омметрах 14, 15 на потенциометре 9 посредством тяги 5, упругодеформирующей пластины 6, датчика 7 линейныхперемещений, преобразователя 8, датчика 10 температуры записываются ,во времени температура и деформацияступенчатой пробы. Графики, построенные по показаниям омметров 14, 15и потенциометра 9, дают возможностьконтролировать процесс трещинообразования. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.1 129 б 9Изобретение 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. 1 ОНа фиг,1 приведена схема устройства для комплексометрического контроля параметров трещинообразования литейных сплавов; на фиг.2-4 - схемы определения центра сопряжения полости литейной формы и места установки измерительных и компенсационного электродов; на Фиг,5 - результаты определения параметров трещинообразования стали 23 ХГС 2 МФЛ. 20Устройство для комплексометрического контроля параметров трещинообразования литейных сплавов состоит из опоки 1, в которой формуется ступенчатая проба 2, литниковойчаши 3, болтов 4 для односторонней жесткой фиксации затвердевающего металла, тяги 5, последовательно соединяющей упругодеформирующую пластину 6 с затвердевающим металлом, датчика 7 линейных перемещений (оттарированного на усилие), ферродинамического датчика 8, преобразующего линейные перемещения в электросигналы, потенциометра 9, одновременно регистрирую щего деформацию и температуру, датчика 10 температуры (оттарированного по показаниям термопары, установленной в месте зарождения трещины).40В 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 электрод13, погруженный на глубину, равную половине длины погруженных участков 5 О 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 1 б и 17. Измерительные электроды 11 и 12 и компенса 32 2ционный электрод 13 имеют одинаковое электросопротивление (например, К = - 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 при заливке металлаДлина литейной формы более 1,б длины ступенчатой пробы нецелесообразнавследствие 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 оси 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). Располо 1296932жение 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 О 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 З 5 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 появления50Для 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.3 и 4). Назначение компенсационного электрода -устранение влияния температуры наэлектросопротивление измерительныхэлектродов, Это реализуется тогда,когда измерительные и компенсационные электроды находятся в идентичныхтемпературных условиях, что достигается погружением компенсационногоэлектрода в полость формы на глубину,равную половине длины погруженных вполость формы участков измерительныхэлектродов, и соответствует суммерадиусов большого и малого участковступенчатой пробы, что соответствуетдлине контакта измерительных электродов с металлом.Одинаковая длина контакта измерительных и компенсационного электродов с металлом приводит к идентичнойзависимости изменения их электросопротивления от температуры металла,что дает возможность устранить систематическую ошибку при определенииразности электросопротивлений на измерительных и компенсационном электродах.Погружение компенсационного электрода на большую или меньшую глубинучем сумма радиусов большого и малогоучастков ступенчатой пробы нецелесообразно, поскольку приводит к появлению систематической ошибки,Компенсационный электрод необходимо погружать в металл в электроизоляционной оболочке, что устраняетэлектрический контакт электрода иисследуемого металла и дает возможность определить величину электросопротивления электродов, связаннуютолько с температурой и помехами,Разность электросопротивленияизмерительных и компенсационногоэлектродов дает возможность определить электросопротивление, связанное с появлением трещины, и поего измерению определить момент образования трещины и синхронизироватьего с температурными, силовыми и деформационными параметрами процессатрещинообразования литого сплавапри затвердевании,Изменение электросопротивленияна измерительных электродах 11 и 12и компенсирующем электроде 13 посредством цифровых омметров 14 и 15(например, Ш) фиксируется на внешних устройствах 16 и 17 (например,цифропечатающая машинка типа ЭУМ или ЭУМ).После .заливки исследуемого металла одновременно с записью электро- сопротивления на потенциометре 9 (например, ЭПП, КСП) посредством тяги 5, упругодеформирующей пластины 6, датчика 7 линейных перемешений, преобразователя 8 линейных перемещений в электрические сигналы (например, ферродинамический датчик ФД-З), 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 изобретения1, 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 которогосоединен с термопарой, установленной,в полости большего диаметра литейнойформы два измерительных и компенсационный электроды, выполненные изматериала с одинаковым электросопротивЛением и соединенные соответственно с измерительными приборами,10 причем электроды установлены в полости литейной формы, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, измерительныеэлектроды установлены в начале и конце сопряжения полостей литейной формыи полностью заглублены в полость литейной формы, а компенсационный электрод в электроизоляционной оболочкезаглублен в полость большого диамет 20 ра литейной формы вне места сопряжения ступеней на глубину, равную половине длинызаглубления, в полостьформы участков измерительных электроцов,252. Устройство по п.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 поЗ 0 лости литейной формы расположен нарасстоянии 0,07-0,08 длины формы отцентра жесткой фиксации металла.3. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что в болты ус тановлены на расстоянии О, 15-0,2 длины литейной формы от ее торца со стороны установки датчика температуры.Составитель А.АбросимовРедактор Н.Киштулинец Техред Л,Олейник Корректор С,Черни 771/4 е 4/ едприятие, г.ужгород роектная изводственно-полиграфическ МЮ м 3 Тираж 777 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РауПодпис омитета СССР открытий шская наб., д