УСТРОЙСТВО КОМПЛЕКСНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СПЛАВОВ

Полезная модель относится к области металлургии, а именно - к устройствам контроля качества сплавов.
Известно термоэлектрическое устройство для контроля металлов и сплавов [1], содержащее холодный и горячий электроды, реле, переменный резистор, трансформатор, реле времени, включенное в цепь создания градиента температуры, искусственную термопару, образованную подпружиненным горячим электродом и фольговым кольцом, расположенным непосредственно в зоне контакта горячего электрода и контролируемого изделия, и обмотку, размещенную на корпусе устройства и питаемую переменным током. Недостатком данного устройства является ограниченность применения, связанную с тем, что устройство предусматривает непосредственный контакт с готовым изделием. Также исключается возможность воздействия на качество изделия в процессе приготовления.
Известно [2] термоэлектрическое устройство для проведения экспресс-анализа примесей в процессе изготовления сплавов. Недостатком данного устройства является отбор проб в процессе плавки.
Известно [3] термоэлектрическое устройство для термического анализа сплавов, состоящее из датчика измерения температуры, аналого-цифрового преобразователя, ЭВМ и позволяющее контролировать морфологию эвтектических сплавов. Принцип работы устройства заключается в следующем: температуру расплава измеряют в тигле с помощью хромель-алюмелевой термопары, затем в аналого-цифровом преобразователе сигналы обрабатываются, передаются в ЭВМ и представляются в графическом виде. Недостатком данного устройства является невысокая точность в оценке температурных интервалов фазовых превращений и невозможность оценки кинетики усадочных процессов, происходящих в кристаллизующемся сплаве.
Наиболее близким [4] к предлагаемой полезной модели является устройство для контроля качества сплавов, состоящее из датчика измерения температуры, блока измерения усадки, аналого-цифрового преобразователя, ЭВМ, программного обеспечения, позволяющего интерпретировать полученные данные в ЭВМ.
Недостатком данного устройства является невысокая точность в оценке температурных интервалов фазовых превращений и кинетики затвердевания.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание многофункционального устройства, позволяющего оценивать в комплексе структурные изменения в процессе кристаллизации и усадки сплавов, обусловленные воздействием различных технологических факторов.
Для решения задачи в известное устройство [4] дополнительно вводится блок измерения термоэдс, состоящий из двух металлических электродов, погруженных в расплав и программного обеспечения, позволяющего интерпретировать полученные данные в ЭВМ. Разность потенциалов электродов передается на ЭВМ посредством аналого-цифрового преобразователя.
На фиг.1 приведено заявленное устройство.
На фиг.2 приведены совмещенные термическая кривая охлаждения (1), кривая термоэдс (2) и кривая усадки (3) сплава, полученные с помощью описанного выше устройства.
Заявленное устройство содержит металлическую опоку 1; цилиндрическую полость 2 в песчано-глинистой форме, куда заливается расплав; пробку 3; основание 4; воронку 5; тягу 6; пластину 7; датчик малых перемещений 8; хромель-алюмелевые термопары 9; электроды 10; аналого-цифровой преобразователь 11; ЭВМ 12. Хромель-алюмелевые термопары 9, электроды 10 и датчик 8 малых перемещений подсоединены непосредственно к аналого-цифровому преобразователю 10, который подключен к ЭВМ 12 с помощью кабеля.
Работает устройство следующим образом. Хромель-алюмелевая термопара 9 позволяет измерить температуру. Разность потенциалов между электродами 10 является функцией температуры и структурных изменений при кристаллизации расплава. Датчик 8 малых перемещений через тягу 6 и пластину 7 фиксирует изменение размеров образца (усадку) при кристаллизации. Электрические сигналы от хромель-алюмелевой термопары 9, электродов 10 и датчика 8 малых перемещений поступают в аналого-цифровой преобразователь 11, обрабатываются, передаются в ЭВМ 12, с помощью программного обеспечения переводятся в графические зависимости и представляются на мониторе ЭВМ в виде совмещенных (фиг.2) термической кривой охлаждения, кривой термоэдс и кривой усадки. Данные кривые показывают кинетику фазовых превращений расплава при кристаллизации, кинетику усадочного процесса, кинетику затвердевания и взаимно дополняют друг друга. Совмещение кривых позволяет более точно выяснить влияние химического состава и состояния расплава на его кристаллизацию, усадку и затвердевание.
Данное устройство позволяет более достоверно исследовать процесс формирования структуры сплава в процессе кристаллизации, усадки и затвердевания и управлять его эксплуатационными свойствами за счет контроля и регулирования параметров плавки и литья.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авт. св. RU 2134875 С1 кл. G01 №25/32.
2. Авт. св. RU 2119661 С1 кл. 6 G01 №25/32.
3. Киселев С.В., Довнар Г.В. Универсальное устройство для термоанализа сплавов // Литейное производство. 2004. №3. С.27.
4. Патент на полезную модель RU 69071 U1 МПК C22C 1/02.