金屬熔體試樣采集鉗的制作方法
【專利摘要】一種金屬熔體試樣采集鉗，包括：一手持夾持鉗組件，由左鉗臂（1）和右鉗臂（2）組成，兩個(gè)鉗臂由軸銷（3）連接在一起，組成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)手工開(kāi)合、夾持的工作鉗；一套試樣模具，由左模（5）和右模（6）組成，兩瓣模用螺栓分別與兩個(gè)鉗臂連接在一起，隨鉗臂開(kāi)合，合模后形成完整模具；一個(gè)采樣位置標(biāo)示桿組件，由標(biāo)示桿（7）、導(dǎo)向座（8）和固定螺釘（9）組成，導(dǎo)向座（8）固定在模具上，標(biāo)示桿（7）穿過(guò)導(dǎo)向座（8）的導(dǎo)向孔，由固定螺釘（9）固定。本發(fā)明通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能夠方便、快速地制備各種金屬熔體試樣，有效提高金屬加工試樣的制備效率和質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】金屬熔體試樣采集鉗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]金屬鑄造生產(chǎn)是材料加工領(lǐng)域范圍最廣的工藝方法之一。在鑄造工藝生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為了檢驗(yàn)金屬熔體的質(zhì)量，經(jīng)常需要在現(xiàn)場(chǎng)采集熔體試樣，用于進(jìn)行金相分析、力學(xué)性能分析、電鏡分析等等，在檢驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上盡可能地制備出良好的金屬熔體用于金屬成形。
[0003]目前在生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)高溫金屬熔體取樣的常用方法主要有:
(I)有獨(dú)立試樣模具:用小坩堝取小量熔體，再將熔體倒入試樣模具中。這種方法在實(shí)際操作中，經(jīng)常由于操作控制不當(dāng)，造成熔體澆鑄的過(guò)多或過(guò)少，使得試樣模具難以開(kāi)模，而且試樣余料過(guò)多時(shí)需進(jìn)一步大量加工成所需的試樣形狀，工作量大；澆注不足時(shí)又使得試樣不標(biāo)準(zhǔn)而難以滿足分析要求。特別的是，在澆注粘度較大的熔體(如鋁、鎂合金的半固態(tài)漿料)，流動(dòng)的熔體會(huì)卷入大量的空氣，嚴(yán)重影響試樣(特別是力學(xué)性能試樣)的質(zhì)量，甚至試樣無(wú)效。
[0004](2)無(wú)試樣模具:在很多生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所中沒(méi)有試樣模具，技術(shù)人員采用的方法是用小型非標(biāo)盛具(如小勺、小杯等)在金屬熔體中取樣，冷卻后再通過(guò)鋸、銑、磨等工作加工成所需的試樣形狀。這種方法制備的工作量大、試樣尺寸難以統(tǒng)一，效率低下。
[0005]因此，一種能方便操作、制樣規(guī)范的金屬熔體(特別是半固態(tài)熔體)試樣采集工具，能提高金屬分析試樣的制備效率，為金屬加工分析試樣的規(guī)范化提供工具基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了提供一種能夠方便快速進(jìn)行在線金屬熔體進(jìn)行采集規(guī)范試樣的工具鉗。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008]本發(fā)明所述的金屬熔體試樣采集鉗包括:
一手持夾持鉗組件，由左鉗臂(I)和右鉗臂(2 )組成，兩個(gè)鉗臂由軸銷(3 )連接在一起，組成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)手工開(kāi)合、夾持的工作鉗；
一套試樣模具，由左模(5)和右模(6)組成，兩瓣模用螺栓分別與兩個(gè)鉗臂連接在一起，隨鉗臂開(kāi)合，合模后形成完整模具；
一個(gè)采樣位置標(biāo)示桿組件，由標(biāo)示桿(7)、導(dǎo)向座(8)和固定螺釘(9)組成,導(dǎo)向座(8)固定在模具上，標(biāo)示桿(7)穿過(guò)導(dǎo)向座(8)的導(dǎo)向孔，由固定螺釘(9)固定。
[0009]本發(fā)明為防止夾持鉗組件軸銷(3)有間隙造成模具合模錯(cuò)位，在左鉗臂(I)的前端有一個(gè)防偏用定位銷(11)與左鉗臂(I)焊接在一起，右鉗臂(2 )對(duì)應(yīng)部位有一個(gè)寬度與定位銷(11)直徑相等的定位槽(21)，該槽底部為喇叭形開(kāi)口以便合模時(shí)對(duì)定位銷(11)導(dǎo)向，頂部為厚度不低于2毫米的與定位銷(11)配合的定位部分。如此，在夾持鉗軸銷(3)和定位銷(11)的共同作用下，可很好地防止操作過(guò)程中模具合模錯(cuò)位造成試樣不規(guī)整。
[0010]本發(fā)明所述的模具為可拆卸結(jié)構(gòu)。模具后端開(kāi)槽(61)，槽寬與左鉗臂(I)寬度相等，安裝時(shí)左鉗臂(I)夾持端與槽(61)配合，用螺栓(4)和(10)固定。模具前端為試樣型腔(62)，對(duì)于小型試樣，如金相分析用試樣，可以開(kāi)多個(gè)試樣型腔線性排列，型腔間有排氣孔(63)連接，排氣孔開(kāi)口方向指向采樣鉗的手持臂方向，并一直開(kāi)通到槽(61)的部位，以方便采樣時(shí)氣體向上排出，以最大限度減少試樣的氣孔缺陷。試樣不一樣時(shí)，模具型腔也對(duì)應(yīng)不一樣，可加工成型腔不同而連接槽(61)尺寸統(tǒng)一的不同模具，如此一個(gè)采樣鉗可方便實(shí)現(xiàn)不同試樣采集。
[0011]模具前端外形設(shè)計(jì)為錐形。在給金屬熔體采樣時(shí)，采樣鉗的外部會(huì)附著凝固一層薄殼，錐形結(jié)構(gòu)的目的是方便脫殼開(kāi)模。
[0012]采樣時(shí)，為了采集不同位置的熔體試樣，需要將采樣鉗伸入不同深度。熔體一般為高溫不透明狀，采樣時(shí)不能準(zhǔn)確判斷采樣鉗在熔體中的深度和位置，有可能造成采樣鉗型腔夾注熔體不足等情況。為此設(shè)計(jì)了一個(gè)采樣位置標(biāo)示桿(7)，通過(guò)固定在鉗模上的導(dǎo)向座
(8)中的導(dǎo)向孔，標(biāo)示桿(7)可前后移動(dòng)，標(biāo)定好位置后再用固定螺釘(9)緊固固定標(biāo)示桿
(7)。采樣時(shí)可以用標(biāo)示桿(7)的桿頭接觸熔體液面判斷位置。
[0013]本發(fā)明采集的對(duì)象包括金屬液態(tài)熔體和半固態(tài)熔體試樣。當(dāng)為金屬液態(tài)熔體時(shí)，在模具加工精度不高的情況下，可在模具型腔面周圍銑一環(huán)繞型腔的凹槽(801 )，在凹槽中壓入密封用耐高溫纖維繩(802)(如圖6所示，纖維繩802的直徑要稍大于凹槽801深度，以保證裝好纖維繩后能高出模具分模面)，可以進(jìn)一步提高合模后的結(jié)構(gòu)密封性能。
[0014]本發(fā)明通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能夠方便、快速地制備各種金屬熔體試樣，有效提高金屬加工試樣的制備效率和質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的合模定位結(jié)構(gòu)三維示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的合模定位結(jié)構(gòu)局部剖視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)及與鉗臂連接三維圖(隱藏了其中模具)。
[0019]圖5為本發(fā)明的另一總體三維結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的可拓展功能結(jié)構(gòu)。
[0021]圖中:1為左鉗臂；11為定位銷；2為右鉗臂；21為定位槽；3為鉗臂連接軸銷；4為模具與鉗臂連接用螺栓；5為左模；6為右模；61為模具定位槽；62為模具試樣型腔；63為模具排氣孔；7為標(biāo)示桿；8為標(biāo)示桿的導(dǎo)向座；9為標(biāo)示桿用固定螺釘；10為模具與鉗臂連接用螺栓。801為可拓展功能用密封條槽，802為密封用耐高溫纖維繩。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明將結(jié)合附圖作進(jìn)一步地說(shuō)明。
[0023]在實(shí)際應(yīng)用中，將加工好的的左鉗臂1、右鉗臂2用連接軸銷3連接成一體，實(shí)現(xiàn)左鉗臂I和右鉗臂2可繞軸銷3轉(zhuǎn)動(dòng)而開(kāi)合。右鉗臂2上的定位槽21的長(zhǎng)度要合適，以避免鉗臂開(kāi)合時(shí)定位銷11與鉗臂干涉而無(wú)法開(kāi)合。定位銷11在右鉗臂2上定位槽21的中間位置與左鉗臂I焊接在一起。如此完成本發(fā)明試樣采樣鉗的鉗主體部分。
[0024]左模具5、右模具6按試樣要求設(shè)計(jì)型腔62，多個(gè)型腔62間用排氣孔63依次連接，最靠近鉗臂的型腔排氣孔一直通到左模具5、右模具6的安裝定位槽61處。將標(biāo)示桿導(dǎo)向座8在合適位置焊接在模具中一個(gè)上面，在導(dǎo)向孔中插入標(biāo)示桿7，在合適位置用固定螺釘9將其固定。然后左模具5、右模具6兩個(gè)獨(dú)立部件便可通過(guò)安裝定位槽61與左鉗臂1、右鉗臂2連接，各用兩個(gè)螺栓將模具和鉗臂固定在一起。如此便實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的整體裝配。
[0025]半固態(tài)鋁合金漿料取樣時(shí)，先根據(jù)取樣深度調(diào)節(jié)好標(biāo)示桿7的位置并固定好。把取樣鉗稍微打開(kāi)使試樣左模具5、右模具6處于開(kāi)模狀態(tài)，將取樣鉗左模具5、右模具6朝下插入漿料中，插入速度不宜過(guò)快，以使將型腔62中的空氣充分排出。到取樣深度后，將左鉗臂1、右鉗臂2合攏，握緊雙臂以保持模具充分合模，然后將取樣鉗提起，根據(jù)試驗(yàn)需要或?qū)⒃嚇铀愎倘芴幚?，或者使試樣隨模具自然冷卻待，冷卻后即可取樣。
[0026]實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，需要的試樣(比如金相試樣和力學(xué)性能拉伸試樣)的形狀和尺寸會(huì)不同，對(duì)應(yīng)這些試樣可以加工多個(gè)不同的模具，從而用一把夾鉗可以制備不同的試樣。
[0027]在給金屬熔體采樣時(shí)，若采樣鉗的外部附著凝固一層金屬薄殼，模具外部倒錐形結(jié)構(gòu)可方便進(jìn)行脫殼。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬熔體試樣采集鉗，其特征是包括: 一手持夾持鉗組件，由左鉗臂(I)和右鉗臂(2 )組成，兩個(gè)鉗臂由軸銷(3 )連接在一起，組成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)手工開(kāi)合、夾持的工作鉗； 一套試樣模具，由左模(5)和右模(6)組成，兩瓣模用螺栓分別與兩個(gè)鉗臂連接在一起，隨鉗臂開(kāi)合，合模后形成完整模具； 一個(gè)采樣位置標(biāo)示桿組件，由標(biāo)示桿(7)、導(dǎo)向座(8)和固定螺釘(9)組成,導(dǎo)向座(8)固定在模具上，標(biāo)示桿(7)穿過(guò)導(dǎo)向座(8)的導(dǎo)向孔，由固定螺釘(9)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體試樣采集鉗，其特征是在左鉗臂(I)的前端焊有一個(gè)防偏用定位銷(11)，右鉗臂(2)對(duì)應(yīng)部位有一個(gè)寬度與定位銷(11)直徑相等的定位槽(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體試樣采集鉗，其特征是模具前端外形為錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體試樣采集鉗，其特征是在模具型腔面周圍銑一環(huán)繞型腔的凹槽(801)，在凹槽中壓入密封用耐高溫纖維繩(802 )。
【文檔編號(hào)】G01N1/10GK103728155SQ201310747434
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙麗, 劉旭波, 楊湘杰 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)