专利名称：一种覆膜砂高温性能的测定方法
一种覆膜砂高温性能的测定方法技术领域：
本发明属于铸造领域覆膜砂性能的测定方法，涉及一种铸造用覆膜砂高温性能的测定方法，尤其是涉及一种通过对非金属材料高温强度试验仪负荷传递及定负荷加载系统的改进，并通过利用所述改进后的仪器对覆膜砂的高温抗压强度、定负荷下的高温耐热时间及膨胀率进行准确测定的覆膜砂高温性能的测定方法。背景技术：
铸造用覆膜砂的高温性能，主要是指由覆膜砂制作的砂芯，在1000°c以上高温环境下的抗压强度、定负荷下的高温耐热时间及膨胀率。覆膜砂的高温性能决定了砂芯在铸件浇注条件下的状态，它可直接影响铸件的质量与成品率，特别是对于复杂的薄壁类铸件， 覆膜砂的高温性能如出现不良，在浇注铸件时会出现变形、开裂、断芯等质量缺陷，浇注的铸件也会出现大量废品。目前，覆膜砂的高温性能特别是高温抗压强度、定负荷下的高温耐热时间及膨胀率，国内还没有公开使用的测定方法以及可参考的技术资料可以借鉴，另外，在国家标准 GB/T 8583-2008中，也只是仅有覆膜砂高温热变形的简单测定方法介绍，在实际操作中很不实用。上述所涉及的覆膜砂高温性能的定义系指高温抗压强度指模拟铸造的实际条件，测定覆膜砂芯试样在高温环境中(ΙΟΟΟ 以上)的抗压强度；定负荷下的高温耐热时间指测定覆膜砂试样在高温环境中(ΙΟΟΟ 以上)定负荷的作用下保持不溃散的时间；定负荷下的高温膨胀率指测定覆膜砂试样在高温环境中(ΙΟΟΟ 以上)定负荷的作用下，试样在某一方向上受热后的膨胀量与试样该方向原始长度的比值。铸造用覆膜砂是一种非金属材料，而目前在国内所用的非金属材料高温强度试验仪仅用于陶瓷、水泥等较大负荷的非金属材料的高温性能测定，其主机主要包括箱座、加载机构、传感器支柱、负荷传感器、配重块、传导柱、接料盘、配重环、位移传感器、柱套、下试柱、上试柱、高温炉、电控箱和一些辅助部件。该主机在用于Φ30πιπιΧ50πιπι试样的常温抗压强度、高温抗压强度、定负荷下高温试样的热变形、高温下试样的热膨胀等试验的过程中， 其所配负荷传感器为20000Ν。对于覆膜砂高温性能测定试验来讲，采用非金属材料高温强度试验仪存在有以下几点不足
Α、覆膜砂高温性能测定一般制成Φ IOmm试样，高温下其所能承受负荷不超过200Ν，所以非金属材料高温强度试验仪原配负荷传感器不适合用于进行覆膜砂高温性能的测定。B、由于在非金属材料高温强度试验仪的负荷传递系统中，传导柱与柱套之间是面的接触，测定时，在传导柱上升的过程中，两者之间的摩擦阻力较大(理想状态下阻力应该等于或接近零)，其主要表现在在空载情况下，传感器与传导柱一起向上运动时，会有 ION 15Ν的不同负荷(摩擦阻力)，在加载的情况下摩擦阻力会更大，但实际上，在覆膜砂的高温强度测定时负荷不大于200Ν，高温定负荷下的耐热时间试验中其定负荷仅为8Ν，仪器系统误差明显偏大，且重复性极差，无法通过计量检定，所以不能满足对覆膜砂进行高温性能测定的要求。如采用1000 N负荷传感器，仪器改进前用标准测力环进行计量检定，其测得数据见下表。 仪器改进前的计量检定结果
权利要求
1. 一种覆膜砂高温性能的测定方法，首先需借助对现有设备的改进，即首先需对非金属材料高温强度试验仪作一些技术改进，具体如下(1)更换小负荷传感器，即将非金属材料高温强度试验仪原配置的20000N负荷传感器更换为1000N的负荷传感器，使之能够适用于覆膜砂高温性能的测定；(2)减小负荷传感器的上升阻力，即在传导柱与柱套之间嵌入直线轴承，可将此前传导柱与柱套之间相对运动而产生由原来的滑动摩擦变为传导柱与直线轴承之间的滚动摩擦，从而使传感器在上升的过程中所受阻力大为减小，基本实现试验负荷接近于零阻力的传递，进而可实现对低负荷下覆膜砂高温性能的准确测定；(3)实现恒定负荷加载，即仪器原平衡系统为下试柱、接料盘、配重环及传导柱等部件的重量和与配重块重量相等，在此将接料盘上的配重环设计为一个或多个标准砝码，其中至少有一个砝码重量等于试验定负荷；在进行定负荷试验时，需将配重环标准砝码中等于试验定负荷的砝码取下，即可实现对试样施加向上恒定负荷的目的；其特征在于所述覆膜砂高温性能的测定方法A.试样制备试样是在专用的覆膜砂制样机上制作的，试样尺寸为Φ10 mmX20mm;所述制备过程是将Φ IOmmX 20mm试样模具擦上少许脱模剂，放入制样机内，合上上加热板； 按下覆膜砂制样机电源开关，将覆膜砂制样机温度升到232°C，掀开上加热板，用加料器将覆膜砂样品倒入模具的试样型腔内，用刮刀快速将多余砂子刮去，合上上加热板，然后扳下计时开关按钮，计时器开始计时保温；到达保温时间120秒后，掀开上加热板，用取模柄将模具小心取出，打开模具，用取模柄轻按试样，使试样脱出；试样冷却后将试样上端轻轻磨平待用；B.高温抗压强度的测定将炉温升至设定的试验温度1000°c，在下试柱上放置好试样，将高温炉下降，套住试样，在给定的温度1000°C下保温1分钟，启动箱座内的加载电机，对试样加载，这时传感器支柱上所述的负荷传感器传递信号给试验仪记录机构，直到试样破坏为止；试验仪记录的最大载荷除以试样截面积即为该试样在设定温度下的抗压强度；C.定负荷下高温耐热时间的测定1)首先将负荷传感器下降，至可轻松在下试柱上放置试样为宜；2)将配重系统中定负荷用砝码取下，对试样施加恒定负荷；3)在下试柱上放置试样，下降高温炉套到规定位置，立即开始记录直到试样溃散、接料盘突然上升为止的时间，即为覆膜砂试样定负荷高温下的耐热时间；D.定负荷下高温膨胀率的测定1)首先将负荷传感器下降，至可轻松在下试柱上放置试样为宜；2)将配重系统中定负荷用砝码取下，对试样施加恒定负荷；3)在下试柱上放置试样，下降高温炉套到规定位置，同时观察位移记录表起始位置， 随着受热时间的推移，位移记录表中位移变化会达到一个最大值，此最大位移变化值与试样初始长度的比值，即为该覆膜砂试样定负荷高温下的膨胀率。
全文摘要
本发明属于铸造领域覆膜砂性能的测定方法，涉及一种覆膜砂高温性能的测定方法，包含试样制备、高温抗压强度测定、定负荷下的高温耐热时间测定和定负荷下的高温膨胀率测定等试验步骤；本发明对覆膜砂的高温抗压强度、定负荷下的高温耐热时间及其膨胀率，可实现准确测定；对铸造用的耐高温覆膜砂质量进行有效的监测，铸造生产单位可通过选用高温性能好的覆膜砂，大大降低浇铸时由于砂芯变形、开裂、断芯造成的铸件废品率；本发明仅需对非金属材料高温强度试验仪，稍作适应性技术改进，即可用于对覆膜砂高温性能进行测定，减少了设备投入；本发明具有操作快捷，简单方便，且结果准确可靠，并能够满足日常的生产检验和科研的需要。
文档编号G01N3/18GK102313671SQ201010579370
公开日2012年1月11日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者刘新杰, 史小阳, 周在立, 焦风菊, 邵经峰, 马春庆 申请人:中国一拖集团有限公司