一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法
阅读说明：本技术 一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法 (Mobility measuring device and method based on snake-shaped flow channel ) 是由 吕帅帅 汪兴兴 汪涛 王旭 倪红军 陈林飞 张福豹 张健 顾佳宇 夏文博 翟梦园 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法,包括：模具组件,至少一个,设置在机架上,每个所述模具组件包括上模板以及下模板,所述上模板设置在所述下模板上,所述下模板靠近所述上模板一面设置蛇形流道,所述上模板上设置流道口,所述流道口与所述蛇形流道的浇注入口相通；浇口杯,设置在所述上模板上,所述浇口杯通过所述流道口与所述浇注入口相通；以及加热装置,设置在所述机架上。本发明的一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法,将直流道改为蛇形流道,在模具组件尺寸不变的情况下增加了流道长度,所述上模板采用透明材料组成,便于测试过程中观察实验现象。(The invention provides a fluidity measuring device and a fluidity measuring method based on a snake-shaped flow channel, which comprises the following steps: the mold assemblies are arranged on the rack, each mold assembly comprises an upper template and a lower template, the upper template is arranged on the lower template, one surface of the lower template, which is close to the upper template, is provided with a snake-shaped runner, the upper template is provided with a runner port, and the runner port is communicated with a pouring inlet of the snake-shaped runner; the pouring cup is arranged on the upper template and communicated with the pouring inlet through the runner opening; and the heating device is arranged on the rack. According to the fluidity measuring device and the fluidity measuring method based on the snake-shaped flow channel, the direct flow channel is changed into the snake-shaped flow channel, the length of the flow channel is increased under the condition that the size of the die assembly is not changed, and the upper die plate is made of the transparent material, so that the experimental phenomenon can be observed conveniently in the testing process.)
技术领域
本发明涉及熔模铸造教学技术领域，具体涉及一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法。
背景技术
铸造是现代基础机械制造工业的基础工艺之一。流动性是合金的铸造性能之一，直接影响液态合金的充型能力。流动性越好的合金，充型能力越强，越能浇出轮廓清晰、薄壁而复杂的铸件，同时也有利于夹杂物和气体的上浮与排出和凝固过程的缩补；而流动性差的合金难以充满型腔，充型能力差，易产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
随着技术的发展，熔模铸造技术逐步发展壮大。熔模铸造又称精密铸造或失蜡铸造，它是用易熔材料(蜡料等模料)制成精确的可熔性模型，在模型上涂以若干层耐火涂料，经过干燥、硬化成整体型壳，然后加热型壳熔失蜡料，再经高温焙烧而成为耐火型壳，将液体金属浇入耐火型壳中，待冷却后即成铸件。与其它铸造方法相比，熔模铸造具有一定的优点。随着熔模铸造工艺的发展，模料的种类日益繁多，组成各不相同。通常按模料熔点的高低将其分为高温、中温和低温模料。低温模料的熔点约60℃，我国目前广泛应用石蜡—硬脂酸混合料作为低温模料使用。
在各大高校实验实践教学中，为了将熔模铸造过程呈现给学生通常会进行一些流动性测量教学实验，所述流动性测量教学实验通过流动性测量教学装置实现。目前的流动性测量教学装置的流道为直线型流道，流道简单、流道长度较短试验现象不明显。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法，将直流道改为蛇形流道，在模具组件尺寸不变的情况下增加了流道长度，所述上模板采用透明材料组成，便于测试过程中观察实验现象。
为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：
一种基于蛇形流道的流动性测量装置，包括：模具组件，至少一个，设置在机架上，每个所述模具组件包括上模板以及下模板，所述上模板设置在所述下模板上，所述下模板靠近所述上模板一面设置蛇形流道，所述上模板上设置流道口，所述流道口与所述蛇形流道的浇注入口相通；浇口杯，设置在所述上模板上，所述浇口杯通过所述流道口与所述浇注入口相通；以及加热装置，设置在所述机架上。
进一步地，所述蛇形流道包括至少两个直流道以及至少一个半圆形流道，两个所述直流道通过所述半圆形流道连接，所述浇注入口与一个所述直流道的一端相连。
进一步地，所述模具组件还包括模具底座，所述下模板抵接在所述模具底座的竖向限位板上，所述上模板通过设置在所述下模板上的定位销与所述下模板定位。
进一步地，所述上模板为透明材料板。
进一步地，所述透明材料板为PC板、有机玻璃板或帕姆板中的一种。
本发明还提供了一种基于蛇形流道的流动性测量方法，包括如下步骤：S10试验准备，对基于蛇形流道的流动性测量装置进行检测、清理；S20在容器内配置待测材料，将装有所述待测材料的容器置于加热装置内，根据试验温度条件进行加热使得所述待测材料熔化获得熔化料；S30将熔化好的所述待测材料通过浇口杯浇注到模具组件内，记录浇注结果数据，所述浇注结果数据包括试样表面质量、试样充型长度以及流动时间；以及S40待所述模具组件冷却到室温，清理待测材料并将所述基于蛇形流道的流动性测量装置复位，完成所述待测材料的测量。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明的一种基于蛇形流道的流动性测量装置及测量方法，将直流道改为蛇形流道，在模具组件尺寸不变的情况下增加了流道长度，所述上模板采用透明材料组成，便于测试过程中观察实验现象。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的
具体实施方式
详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。
图1所示为本发明一实施例的基于蛇形流道的流动性测量装置的结构图；
图2所示为本发明一实施例的模具组件的结构图；
图3所示为本发明一实施例的上模板结构图；
图4所示为本发明一实施例的模具组件与浇口杯连接后的剖视图；
图5所示为本发明一实施例的基于蛇形流道的流动性测量方法实验流程图。
附图标记
1机架、11储物台、2模具组件、21上模板、211流道口、22下模板、221蛇形流道、222浇注入口、223直流道、224半圆形流道、23夹持装置、24模具底座、241竖向限位板、25定位销、3浇口杯、4加热装置、41容器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种基于蛇形流道的流动性测量装置，如图1所示，包括：机架1、模具组件2、浇口杯3以及加热装置4。所述模具组件2至少一个设置在所述机架1上，因此可以同时开展多组实验，节约课堂实验时间。所述浇口杯3设置在所述模具组件2上，所述加热装置4设置在所述机架1上。所述机架1、所述模具组件2以及所述浇口杯3均采用不锈钢材料或铝合金材料制备，防止设备生锈，清理困难。
所述机架1包括储物台11，所述储物台11用于收纳试验材料及清理铲等辅助器具。所述模具组件2、所述浇口杯3以及所述加热装置4均设置在所述机架1上，所述机架1的高度设计时参考了人体工程学，易于实验操作。
如图2～4所示，所述模具组件2包括上模板21以及下模板22，所述上模板21设置在所述下模板22上，所述上模板21为透明材料板，所述透明材料板为PC板、有机玻璃板或帕姆板中的一种。采用透明材料板作为所述上模板21，实现浇注过程中低温模料在所述下模板22的流道中流动和成型过程可视化，易于观察实验现象。同时结合可视化的所述上模板21，可以直观观察不同浇注条件下获得试样的表面形貌和质量。
所述模具组件2还包括模具底座24，所述下模板22抵接在所述模具底座24的竖向限位板上，所述上模板21通过设置在所述下模板22上的定位销25与所述下模板22定位。所述上模板21通过设置在所述机架1上的“L”形夹持装置23与所述下模板22压紧。
所述下模板22靠近所述上模板21一面设置蛇形流道221，所述上模板21上设置流道口211，所述流道口211与所述蛇形流道221的浇注入口222相通。所述蛇形流道221包括至少两个直流道223以及至少一个半圆形流道224，两个所述直流道223通过所述半圆形流道224连接，所述浇注入口222与一个所述直流道223的一端相连。在所述直流道223以及所述半圆形流道224的设计中，通常设计所述直流道223以及所述半圆形流道224的长度为固定的整数值，以便于实验数据的测量和读取。
所述浇口杯3通过所述流道口211与所述浇注入口222相通。所述浇口杯3的底部为锥形管，所述流道口211为锥形孔，所述锥形孔的内壁与所述锥形管的外壁配合，所述锥形管容置于所述锥形孔内，所述浇口杯3在自身重力作用下与所述上模板21压紧，避免蜡料在浇注过程中渗漏。
本法明还提供了一种基于蛇形流道的流动性测量方法，包括如下步骤：S10试验准备，对基于蛇形流道的流动性测量装置进行检测、清理。S20在容器内配置待测材料，将装有所述待测材料的容器置于加热装置内，根据试验温度条件进行加热使得所述待测材料熔化获得熔化料。S30将熔化好的所述待测材料通过浇口杯浇注到模具组件内，记录浇注结果数据，所述浇注结果数据包括试样表面质量、试样充型长度以及流动时间。以及S40待所述模具组件冷却到室温，清理待测材料并将所述基于蛇形流道的流动性测量装置复位，完成所述待测材料的测量。
以蜡料配方A和蜡料配方B两组蜡料配方为待测材料，每组蜡料配方同时进行三组温度实验，对所述基于蛇形流道的流动性测量方法进行说明，包括如下步骤：
S10试验准备，检查对基于蛇形流道的流动性测量装置，清理流道等表面浮尘及杂物，所述基于蛇形流道的流动性测量装置上设置三个模具组件2分别编号1#、2#、3#。
S20配置蜡料配方A，将三个装有蜡料配方A的烧杯放置于加热装置4内，三个烧杯的编号分别为1’#、2’#、3’#，加热温度分别为：65℃、75℃以及85℃，将三个烧杯内的蜡料配方A加热至熔化获得熔化料。
S30将熔化好1’#烧杯的熔化料倒入所述1#模具组件2内，将熔化好2’#烧杯的熔化料倒入所述2#模具组件2内，将熔化好3’#烧杯的熔化料倒入所述3#模具组件2内。分别记录浇注结果数据，观察不同浇注条件下获得试样的表面质量，记录不同浇注条件下获得的浇注试样的充型长度。
S40清理蜡料，待所述模具组件冷却到室温，清理所述模具组件2及实验台上的蜡料，为下一次实验做准备。
重复S20步骤，配置蜡料配方B，将三个装有蜡料配方B的烧杯放置于加热装置4内，三个烧杯的编号分别为1’#、2’#、3’#，加热温度分别为：65℃、75℃以及85℃，将三个烧杯内的蜡料配方B加热至熔化，获得熔化料。
重复S30步骤，将熔化好1’#烧杯的熔化料倒入所述1#模具组件2内，将熔化好2’#烧杯的熔化料倒入所述2#模具组件2内，将熔化好3’#烧杯的熔化料倒入所述3#模具组件2内。分别记录浇注结果数据，观察不同浇注条件下获得试样的表面质量，记录不同浇注条件下获得的浇注试样的充型长度。
重复S40步骤，清理蜡料，待所述模具组件2冷却到室温，清理所述模具组件2及实验台上的蜡料，并将所述基于蛇形流道的流动性测量装置复位，完成所述蜡料配方A以及所述蜡料配方B的流动性的测量。
蜡料配方由所述浇口杯3的上端开始注入，经过所述浇口杯3流入所述浇注入口222，后沿所述蛇形流道221依次向前流动，熔化料在所述模具组件2的流道内流动和充型，通过透明板可以直接观察熔化料的流动过程，当达到熔化料的冷却时间后冷却，最后通过冷却后的充型长度表征其流动性的好坏。同时结合可视化的透明板，可以直观观察不同浇注条件下获得试样的表面形貌和质量。不同蜡料配方在三种温度下流动重新长度如下表1所示
由表1可以看出温度越高流动长度越长，不同的蜡料配方在同一温度下的流动长度也不同。
表1.
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。