[实用新型]一种基于螺旋流道的材料流动性测量装置

说明书

本实用新型提供了一种基于螺旋流道的材料流动性测量装置，属于熔模铸造教学实验仪器设备技术领域。其技术方案为：一种基于螺旋流道的材料流动性测量装置，包括实验平台，测量装置还包括模具系统和加热保温模块。本实用新型的有益效果为：本实用新型测量装置集约空间和可移动；本套设备模块尺寸较小，实验平台设计有可以移动的脚轮，占用空间少，便于搬运，同时集成化程度较高，便于按需成组选用、安装与调试；基于该装置开展实验的重复精度和可比性好。

技术领域

本实用新型涉及熔模铸造教学实验仪器设备技术领域，尤其涉及一种基于螺旋流道的材料流动性测量装置。

背景技术

铸造是现代基础机械制造工业的基础工艺之一。铸造工艺涉及的流动性实验是普通高等院校机械工程类专业的基础实验课程。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。通过流动性实验教学使学生了解材料流动性的概念、测试方法及影响因素，同时对工程材料及材料成形的基本知识有较全面的认识。

随着技术的发展，熔模铸造逐渐发展壮大。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)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，将液体金属浇入型壳中，待冷却后即成铸件。与其它铸造方法相比，熔模铸造的主要优点如下：铸件尺寸精度较高和表面粗糙度较低，可以浇注形状复杂的铸件，一般精度可达5-7级，粗糙度达两Ra25-6.3μm；可以铸造薄壁铸件以及重量很小的铸件，熔模铸件的最小壁厚可达0.5mm，重量可以小到几克；可以铸造花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件；熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制，可以制造出用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂的零件，而且可以使有些组合件、焊接件在进行结构改进后直接铸造成整体零件，从而减轻零件重量、降低生产成本；铸造合金的类型几乎没有限制，常用来铸造合金钢件、碳钢件和耐热合金铸件；生产批量没有限制，可以从单件到成批大量生产。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℃，我国目前广泛应用的石蜡—硬脂酸混合料作为低温模料使用。高温模料的熔点高于120℃，组成为松香50％、地蜡20％、聚苯乙烯30％的模料即为较典型的高温模料。中温模料的熔点介于上述两类模料之间，现用的中温模料基本上可分为松香基和蜡基模料两种。

随着铸造工业技术的发展，对高等学校实验实践教学提出了新的要求，需要面向熔模铸造开展低熔点材料的流动性测量教学实验。ZL2020211803071(CN 212112981 U)专利引入了新型加热技术和装置，解决了明火电炉存在的火灾隐患，ZL2020211815083(CN212161048 U)专利设计了由两个浇口杯板拼接的浇口杯，解决了传统测量装置浇口杯不易清理问题，ZL2020211806652(CN 212254969 U)专利设计了较长的蛇形流道，解决了原来较短的直线型流道实验现象不明显的问题。通过调研和使用实验室现有新型流动性实验设备的基础上，发现实验室现有新型材料流动性实验设备仍存在一定的缺陷，无法进一步满足或达到实验的高标准要求。通过调研和多次使用后发现：实验室现有新型材料流动性实验设备的蛇形流道弯道处蜡料流动速度不均，导致实验过程数据可比性下降；同时实验过程中无法对模具本体进行长时间的保温，导致冬夏时节外部环境温度变化，设备的重复实验现象降低；此外，现有实验设备存在浇口杯较小问题，在浇注过程中易出现断流和闪流等问题。

目前存在以下几个问题：

1、现有实验设备存在着无法对流动性模具本体进行加热和保温，实验过程容易受季节变化带来的室温变化影响，进而导致实验数据在不同室温下重复性下降，且需要更多的时间对蜡料进行冷却以达到实验要求。