[发明专利]用于测试铁液冷却曲线的方法

说明书

本发明公开了一种用于测试铁液冷却曲线的方法，采用了特殊设计的测试装置，测试时，采用多套测试装置放置在砂型型腔内和铸型的不同位置，用以测试多个部位的铁液冷却曲线和铸型上不同部位的温度变化曲线：首先按编号将所有测试装置的石英玻璃管依次预埋在砂型的型腔内，热电偶测温端深度不等，以监测不同深度处铁液凝固过程中的冷却曲线温度数据，石英玻璃管的上端高于砂型上表面40mm，温度信号数据处理系统放置在砂型外部5m之外；启动温度信号数据处理系统，温度显示正常时可浇注铁液，最终得到多条型腔内高温铁液冷却曲线和铸型温度变化曲线。本发明测试成本低廉、测试精度高、稳定性高，易于操作，适用于进行铁液凝固特性等研究、生产工作。

技术领域

本发明涉及高温铁液的测温技术，尤其是涉及一种用于测试铁液冷却曲线的方法。

背景技术

厚大断面球墨铸铁件在制造过程中，常存在因重量大、壁厚大、铸造时的热容量大而引起的铁液凝固时间长、球化衰退和孕育衰退等问题，从而导致铸件的组织发生变化，特别是在铸件的最后凝固区域该现象更加严重。铁液的冷却曲线是指记录铁液凝固过程中铁液温度和相应时间的曲线，该曲线上的一些特定温度、温度变化率等参数可用于判断液固相变过程，预测凝固组织，所以已成为铸铁研究与生产中的一项质量控制手段。测试铁液凝固过程中的温度数据和凝固时间，并对冷却曲线进行分析，对生产中制定合适的铸造工艺、熔炼处理工艺、强制冷却工艺，保证铁液质量，加快凝固速度、缩短凝固时间、提高铸件质量等具有重要的指导意义。

目前，通常采用两种方式测试铁液凝固过程的冷却曲线；一种是在浇注铁液时，取一勺铁液倒入特制的样杯中，测试样杯中铁液的凝固曲线，据此分析铸件的凝固特性，但由于样杯内铁液的凝固条件与砂型内铁液的凝固条件有一定差异，因此无法完全代表铸件的凝固特性；另一种是采用石英玻璃管保护的铂铑铂热电偶，将其提前预埋在砂型内，用于测试铁液的冷却曲线，但由于铂是重要的贵金属之一，该方法测试成本很高，难以进行推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试精度高且检测时间长、稳定性高的用于测试铁液冷却曲线的方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的用于测试铁液冷却曲线的方法，采用一种专用的测试装置，该测试装置包括K型热电偶，所述K型热电偶的测温端位于石英玻璃管底部，其正极导线和负极导线分别自放置在石英玻璃管内的圆柱形瓷珠的两穿孔中穿过并延伸出石英玻璃管之外，热电偶测温端测得的温度数据通过与所述热电偶正极导线和负极导线相连接的补偿导线传输给温度信号数据处理系统；

测试时，采用多套上述专用的测试装置放置在砂型型腔内和铸型的不同位置，用以测试多个部位的铁液冷却曲线和铸型上不同部位的温度变化曲线：

首先按编号将所有测试装置的石英玻璃管依次预埋在砂型的型腔内，热电偶测温端深度不等，以监测不同深度处铁液凝固过程中的冷却曲线温度数据，石英玻璃管的上端高于砂型上表面40mm，温度信号数据处理系统放置在砂型外部5m之外；启动温度信号数据处理系统，温度显示正常时可浇注铁液，最终得到多条型腔内高温铁液冷却曲线和铸型温度变化曲线。

所述专用测试装置的石英玻璃管的外径为6mm，内径为4mm＋0.1mm；所述圆柱形瓷珠的长度为17mm，外径为4mm-0.1mm，两穿孔的孔径为1mm。

所述专用测试装置的石英玻璃管的管口处封堵有快干水泥。

所述专用测试装置的补偿导线外套装有高温防护套管。

所述专用测试装置的温度信号数据处理系统包括工控机、通讯接口转换模块、数据采集卡；热电偶采集的温度信号数据通过补偿导线传输到数据采集卡，数据采集卡可同时采集多通道温度数据并实现真正的并发采集以减少数据采集的延时效应，数据采集卡将数字数据转变为工程单位、通过通讯接口转换模块和采集轮询实现多模块、多通道并行数据采集，然后将数据存储在工控机主板，工控机通过显示器显示温度数据。