阅读说明：本技术 一种铝合金流动性检测装置和方法 (Aluminum alloy fluidity detection device and method ) 是由 葛素静 宗福春 苑高利 孟红彦 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及铝合金铸造性能检测技术领域,尤其涉及一种铝合金流动性检测装置和方法,铝合金流动性检测装置包括浇注型腔、上型腔、下型腔、浇注漏斗和长度测量装置,下型腔上表面依次开设有长度相同、横截面积依次增大的五个分流槽,横截面积由小到大比例为Y<Sub>1</Sub>:Y<Sub>2</Sub>……Yn-1:Yn；铝合金流动性检测的方法,使用长度测量装置测量试样各分支长度,L<Sub>1</Sub>,L<Sub>2</Sub>……Ln,计算流动指数∑＝k<Sub>1</Sub>L<Sub>1</Sub>+k<Sub>2</Sub>L<Sub>2</Sub>+……k<Sub>n</Sub>L<Sub>n</Sub>,其中k<Sub>1</Sub>-k<Sub>n</Sub>为权重系数,且k<Sub>1</Sub>＝Y<Sub>n</Sub>,k<Sub>2</Sub>＝Y<Sub>n-1</Sub>……k<Sub>n</Sub>＝Y<Sub>1</Sub>,流动指数越高,铝合金流动性越好,本发明的装置和测量方法能够对流动性有更准确量化的判断和评价。(The invention relates to the technical field of aluminum alloy casting performance detection, in particular to an aluminum alloy fluidity detection device and method 1 :Y 2 … … Yn-1: Yn; method for detecting fluidity of aluminum alloy by measuring branch length L of sample with length measuring device 1 ,L 2 … … Ln, calculating flow index ∑ k 1 L 1 +k 2 L 2 +……k n L n Wherein k is 1 ‑k n Is a weight coefficient, and k 1 ＝Y n ,k 2 ＝Y n‑1 ……k n ＝Y 1 The higher the flow index is, the better the fluidity of the aluminum alloy is, and the device and the measuring method can judge and evaluate the fluidity more accurately and quantitatively.)

一种铝合金流动性检测装置和方法

技术领域

本发明涉及铝合金铸造性能检测技术领域，尤其涉及一种铝合金流动性检测装置和方法。

背景技术

铝合金的凝固涉及到固液界面的原子迁移、界面结构到界面稳定性和溶质再分配，同时涉及到组织的生长，从胞状和树枝状生长到包晶、共晶生长以及组织凝固的过程，是一个涉及物理化学、冶金学、生长动力学的复杂过程。浇入铸型的液态金属在冷凝过程中，如果凝固顺序得不到合理的控制，产品内部就会出现缩孔、缩松、铸造应力、变形、裂纹等缺陷，降低产品质量。

目前还未开发出规范的铝合金凝固行为指标之一流动性的检测分析技术手段，由于行业中还无法准确的判断、识别、掌握凝固行为，缺乏科学的考察的手段，导致长期以来行业年内对铸造过程的认识及工艺方案的设计主要靠现场工作人员的经验与试制，导致工艺不稳定，质量周期延长，投入成本增高等不利影响产生。最重要的影响是产品质量不可靠，无法满足更准确的对制定生产工艺改进技术支撑和数据的要求。常用浇注标准螺旋线试样的方法进行测定。此方法模具一般采用砂型，流道曲率逐渐增大，局部阻力损失，随流程增大而增大，再加上沿程阻力损失较大，造成流动条件变化较大，因此不适用于结晶温度区间较窄的合金。同时由于铸型和浇注条件，在浇注时，很难保证一致性，特别是浇注时的速度对结果稳定性的影响较大。加之现在国家对环保的重视，流动性砂型模具的的制作也受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金流动性检测装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对流动性有更准确量化的判断和评价。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

技术方案一：

一种铝合金流动性检测装置，其特征在于：其包括浇注型腔、上型腔、下型腔、浇注漏斗和长度测量装置；

所述浇注型腔设有浇注孔，所述浇注漏斗通过间隙配合放置于所述浇注孔内，所述浇注型腔、上型腔下端面开设有凹槽，与所述下型腔通过定位销定位后相互配合；

所述下型腔上表面依次开设有长度相同、横截面积依次增大的分流槽，其截面形状为倒梯形或半圆形，其横截面积由小到大比例为Y₁:Y₂:……Y_n-1:Yn；

所述下型腔两侧对称设置有热电偶；两侧所述热电偶中心连线与所述分流槽轴线垂直并远离浇注端,两侧所述热电偶设置于所述分流槽与所述下型腔下端面之间，并靠近于所述分流槽；

所述浇注漏斗内配备有用于封堵所述浇注漏斗底部圆孔的石墨杆。

优选的，所述长度测量装置设置于所述下型腔上表面。

优选的，所述长度测量装置与所述下型腔分离设置。

优选的，所述浇注型腔侧面设有第一手柄,所述上型腔上端面设有第二手柄；

优选的，所述热电偶测量点分辨率为0.1℃。

优选的，所述分流槽,包括第一分流槽、第二分流槽、第三分流槽、第四分流槽、第五分流槽。

优选的，所述浇注漏斗(2)内壁设有重量刻度线。

技术方案二：

一种铝合金流动性检测装置及方法，包括下列步骤：

1)处理与待测样品相同型号的标准样品铝液，使铝液温度满足浇注要求 600-800℃；对检测装置喷刷涂料，***热电偶，温度预热至规定温度100℃；

2)将步骤1)中制得的铝液稳定的注入所述浇注漏斗中，当浇注至设定的刻度线后拔掉封堵于所述浇注漏斗中的所述石墨杆，铝液由所述浇注漏斗注入所述下型腔开设的分流槽中，固化成型后制得流动性试样；

3)使用长度测量装置测量步骤2)中试样各分支长度，所述分流槽横截面积由小到大的分支长度依次为L₁、L₂……Ln，单位为mm；

4)将步骤3)中所得试样各分支长度乘以对应权重系数，所得总和为流动指数∑＝k₁L₁+k₂L₂+……k_nL_n，其中k₁-k_n为权重系数，且k₁＝Y_n,k₂＝Y_n-1…… k_n＝Y₁；计算得到标准样品的流动指数∑_标；

5)取待测样品进行与步骤1)-4)相同的操作，计算得到流动指数∑，与标准试样流动性指数∑_标进行对比，流动性指数越高，则表明铝合金流动性越好。

本发明公开了以下技术效果：

1.本发明的测量装置结构合理，能够最大限度的保证测量的准确性；本发明设置不同横截面积的分流槽，更适合于铝合金检测，不受铝合金物理特性和结晶特点限制，更能准确的模拟实际铸造情况；

2.本发明分流槽横截面积由小到大的分支权重系数不同，更能准确的测量和评判流动性好坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为检测装置的俯视结构示意图；

图2为检测装置的主视结构示意图；

图3为检测装置的左视结构示意图；

图4为长度测量装置的俯视结构示意图；

其中，1-石墨杆，2-浇注漏斗，3-浇注型腔，4-热电偶，5-上型腔，6-下型腔，7-分流槽,701-第一分流槽，702-第二分流槽，703-第三分流槽，704-第四分流槽，705-第五分流槽，8-第一手柄，9-定位销，10-第二手柄；11-长度测量装置。

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，本领域普通技术人员在没有做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1-4所示，本实施例提供了一种铝合金流动性检测装置，包括浇注型腔 3、上型腔5、下型腔6、浇注漏斗2和长度测量装置11；浇注型腔3设有浇注孔，浇注漏斗2通过间隙配合放置于浇注孔内，浇注型腔3、上型腔5下端面开设有凹槽，与下型腔6通过定位销9定位后相互配合；下型腔6上表面依次开设有长度相同、横截面积依次增大的分流槽7，分流槽7包括第一分流槽701、第二分流槽702、第三分流槽703、第四分流槽704、第五分流槽705，其截面形状为倒梯形或半圆形，其横截面积比例为1:1.5:2:3.5:5；使用不同横截面积比例的分流槽使得检测的铝合金流动性情况更加接近实际铸造情况。

下型腔6两侧对称设置有热电偶4；两侧热电偶4中心连线与分流槽轴线垂直并远离浇注端,两侧热电偶4设置于分流槽7与下型腔6下端面之间，并靠近于分流槽7；浇注漏斗2内配备有用于封堵浇注漏斗2底部圆孔的石墨杆1，长度测量装置11设置于下型腔6上表面。浇注型腔3侧面设有第一手柄8,上型腔 5上端面设有第二手柄10，方便开模，选用热电偶测量点分辨率为0.1℃，实时监控检测装置温度。

检测A356铸造铝合金流动性：

1)选取A356铸造铝合金标准样，各元素含量：Si6.5％-7.0％、 Mg0.25％-0.45％、Fe0.05％-0.15％、Ti0.05％-0.10％、Sr0.010％-0.030％；将标准样高温熔融后得到标准样品铝液，使铝液温度满足浇注要求720℃；对检测装置喷刷涂料，***热电偶，温度预热至规定温度100℃；喷刷涂料的目的是为了脱模方便，为合金冶炼领域浇注过程的常规手段，在此不做赘述。

2)将步骤1)中制得的铝液稳定的注入浇注漏斗2中，按浇注漏斗内所标注刻度，浇注至与2KG刻度平齐，拔掉石墨杆由浇注漏斗2注入下型腔6开设的分流槽7中，固化成型后制得流动性试样；

3)使用长度测量装置11测量步骤2)中试样各分支长度，分流槽701-705 分支长度依次为L₁、L₂、L₃、L₄、L₅,单位为mm；

4)将步骤3)中所得试样各分支长度乘以对应权重系数，所得总和为流动指数∑＝k₁L₁+k₂L₂+K₃L₃+K₄L₄+K₅L₅，其中k₁-k₅分别为5、3.5、2、1.5、1；计算得到标准样品的流动指数∑_标，具体数据如下：

5)取待测样品各元素含量Si7.0％-7.5％、Mg0.25％-0.45％、Fe0.05％-0.15％、Ti0.10％-0.15％、Sr0.010％-0.030％，进行与步骤1)-4)相同的操作，计算得到流动指数∑，具体数据如下：

与标准试样流动性指数∑_标进行对比，流动性指数越高，则表明铝合金流动性越好。

实施例二：

如图1-4所示，本实施例提供了一种铝合金流动性检测装置，包括浇注型腔 3、上型腔5、下型腔6、浇注漏斗2和长度测量装置11；浇注型腔3设有浇注孔，浇注漏斗2通过间隙配合放置于浇注孔内，浇注型腔3、上型腔5下端面开设有凹槽，与下型腔6通过定位销9定位后相互配合；下型腔6上表面依次开设有长度相同、横截面积依次增大的分流槽7，分流槽7包括第一分流槽701、第二分流槽702、第三分流槽703、第四分流槽704、第五分流槽705，其截面形状为倒梯形或半圆形，其横截面积比例分别为1、1.5、2、3.5、5；使用不同横截面积比例的分流槽使得检测的铝合金流动性情况更加接近实际铸造情况。

下型腔6两侧对称设置有热电偶4；两侧热电偶4中心连线与分流槽轴线垂直并远离浇注端,两侧热电偶4设置于分流槽7与下型腔6下端面之间，并靠近于分流槽7；浇注漏斗2内配备有用于封堵浇注漏斗2底部圆孔的石墨杆1，长度测量装置11设置于下型腔6上表面。浇注型腔3侧面设有第一手柄8,上型腔 5上端面设有第二手柄10，方便开模，选用热电偶测量点分辨率为0.1℃，实时监控检测装置温度。

检测ADC12铸造铝合金流动性：

1)选取ADC12铸造铝合金标准样，其各元素含量Si9.5％-10.5％、 Cu1.5％-2.5％、Fe0.60％-0.80％、Ti0.05％-0.15％、Mg0.20％-0.30％、 Mn0.20％-0.30％，将标准样高温熔融后得到标准样品铝液，使铝液温度满足浇注要求700℃；对检测装置喷刷涂料，***热电偶，温度预热至规定温度100℃；喷刷涂料的目的是为了脱模方便，为合金冶炼领域浇注过程的常规手段，在此不做赘述。

2)将步骤1)中制得的铝液稳定的注入浇注漏斗2中，按浇注漏斗内所标注刻度，浇注至与2KG刻度平齐，拔掉石墨杆由浇注漏斗2注入下型腔6开设的分流槽7中，固化成型后制得流动性试样；

3)使用长度测量装置11测量步骤2)中试样各分支长度，分流槽701-705 分支长度依次为L₁、L₂、L₃、L₄、L₅；

4)将步骤3)中所得试样各分支长度乘以对应权重系数，所得总和为流动指数∑＝k₁L₁+k₂L₂+K₃L₃+K₄L₄+K₅L₅，其中k₁-k₅分别为5、3.5、2、1.5、1；计算得到标准样品的流动指数∑_标，具体数据如下：

5)取待测样品各元素含量Si10.5％-11.5％、Cu2.5％-3.5％、Fe0.60％-0.80％、Ti0.05％-0.15％、Mg0.20％-0.30％、Mn0.20％-0.30％。，进行与步骤1)-4)相同的操作，计算得到流动指数∑，具体数据如下：

与标准试样流动性指数∑_标进行对比，流动性指数越高，则表明铝合金流动性越好。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别仅在于，长度测量装置11与下型腔6分离设置，测量结果与实施例一相同。

实施例四：

本实施例与实施例二的区别仅在于，长度测量装置11与下型腔6分离设置，测量结果与实施例二相同。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。