本发明专利技术公开了一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置，包括温度测试分析系统、熔铸装置和脉冲磁致液面振荡处理装置等；熔铸装置由中频感应电源和弹簧形感应线圈构成，中频感应电源通过开关装置控制弹簧形感应线圈产生脉冲磁场，使铸型中的金属块感生出涡流而熔化；脉冲磁致液面振荡处理装置由脉冲电源和蚊香形感应线圈构成，脉冲电源通过开关器件控制蚊香形感应线圈，对金属熔体施加脉冲磁致液面振荡作用，热电偶插入熔体中并固定，通过温度采集记录系统连续记录金属熔体的温度信息。相比传统测温方法，本发明专利技术省去了浇注过程，能更加稳定、准确地测得熔体冷却曲线，为脉冲磁致液面振荡细化金属凝固组织的工艺提供可靠的温度数据。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置，包括温度测试分析系统、熔铸装置和脉冲磁致液面振荡处理装置等；熔铸装置由中频感应电源和弹簧形感应线圈构成，中频感应电源通过开关装置控制弹簧形感应线圈产生脉冲磁场，使铸型中的金属块感生出涡流而熔化；脉冲磁致液面振荡处理装置由脉冲电源和蚊香形感应线圈构成，脉冲电源通过开关器件控制蚊香形感应线圈，对金属熔体施加脉冲磁致液面振荡作用，热电偶插入熔体中并固定，通过温度采集记录系统连续记录金属熔体的温度信息。相比传统测温方法，本专利技术省去了浇注过程，能更加稳定、准确地测得熔体冷却曲线，为脉冲磁致液面振荡细化金属凝固组织的工艺提供可靠的温度数据。【专利说明】测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置
本专利技术属于材料加工
，特别涉及到一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置。技术背景众所周知，通过凝固组织的细化和均匀化可以提高材料的力学性能，例如屈服强度、韧性和其它加工性能，且有望减轻成分偏析，甚至当等轴晶率超过一定时可以消除中心偏析。因此，长期以来冶金学家围绕这个问题开发出了众多的凝固细晶技术，其中外场处理对金属凝固组织具有非常显著的影响，近年来这方面的研究已取得巨大进展。外场处理金属凝固组织的技术中，中国专利201010167538.3公开了一种“脉冲磁致液面振荡细化金属凝固组织的方法”，该专利技术方法将多层线圈作用于金属熔体的上表面，导入超高频或中频磁场，在金属熔体表面而非整个熔体内产生磁致振荡，对金属凝固过程产生作用直至凝固结束。该方法实际操作简便，且铸锭凝固组织的细化效果显著。在工业应用中，该方法可实现非接触式熔体处理，而且方便移动线圈进行批量处理，提高生产效率，还能避免铸型或结晶器等对磁场的屏蔽效应，可用于冶金工业中的模铸、半连铸及连铸生产，适用于各种金属材料的凝固组织细化，极具应用前景。为了进一步研究该方法的本质机理，准确测量该方法作用下熔体凝固时的温度曲线具有重大意义，但是该专利中的装置在具体实施过程中，需要先通过电阻炉熔化金属块并保温一定时间，再将金属液浇注到铸型中，而将金属液从电阻炉取出到浇注的这段时间里，金属液由于大量散热而导致浇入铸型时温度已经有所降低；同时浇口的位置、高度和金属液充型的方式对熔体内温度分布同样有显著影响，而在每次浇注的过程中这些手段都难以保持一致；另外，传统测温法主要有两种:一是从侧壁打孔事先将热电偶水平插入铸型中，这种方法的弊端在于:熔体在刚浇注到铸型中时，流动十分剧烈，温度波动很大，降温速度很快，因此热电偶测得的温度有较大误差，且存在熔体从热电偶插孔泄露出来的危险。二是待浇注完成后才将热电偶插入熔体中，而当金属液浇入温度相对较低的铸型后，会在型壁处迅速形成凝固壳层，且再插入的热电偶也会对所在区域的熔体产生一定激冷作用，这两因素导致测得的温度和浇注刚完成时相比有较大偏差。综上所述，使用该专利中的装置较难准确获得脉冲磁致液面振荡处理下熔体内部的温度。而本专利的的装置克服了这些问题，能准确测得脉冲磁致液面振荡处理下熔体内部的温度曲线，为探究该方法的本质机理提供准确的温度数据。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的是提供一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置，测量装置简便易行，测得数据准确可靠。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置，主要包括温度测试分析系统，所述温度测试分析系统由测温热电偶、热电偶固定装置和温度采集记录系统构成，所述测温热电偶的信号输出端与所述温度采集记录系统的信号接收端连接，所述温度采集记录系统实时监控待测的金属熔体内部检测位置的温度测量值，并输出温度测量值信息。还包括熔铸装置和脉冲磁致液面振荡处理装置，所述熔铸装置由中频感应电源和弹簧形感应线圈构成，盛有金属块的铸型位于弹簧形感应线圈内部，所述铸型和弹簧形感应线圈之间安有绝热材料外套，所述铸型的上口设有热电偶固定装置，在所述热电偶固定装置上设有安装所述测温热电偶的孔槽结构，便于热电偶固定在其中，所述测温热电偶至少包括一支，所述中频感应电源通过开关装置控制所述弹簧形感应线圈产生中频磁场，在装载于所述铸型内的金属块中感生出涡流，使其发热熔化，所述脉冲磁致液面振荡处理装置由脉冲电源和蚊香形感应线圈构成，使测温热电偶经过蚊香形感应线圈中心孔洞准确插入熔体中的待测位置，所述脉冲电源通过开关器件控制所述蚊香形感应线圈，对装载于所述铸型内的金属熔体施加脉冲磁致液面振荡处理，通过所述温度采集记录系统连续记录在脉冲磁致液面振荡处理工艺中的金属熔体内部的温度信息，并绘制金属熔体测温点的温度-时间曲线。所述熔铸装置的开关装置和所述脉冲磁致液面振荡处理装置的开关器件集成在一起，采用双刀双掷开关，即所述熔铸装置的开关装置和所述脉冲磁致液面振荡处理装置共用一个所述双刀双掷开关，使所述弹簧形感应线圈经由双刀双掷开关左接线柱与中频感应电源电连接，所述蚊香形感应线圈经由双刀双掷开关右接线柱与脉冲电源电连接，通过双刀双掷开关手柄的左右切换，分别实现熔化金属块和对金属熔体施加脉冲磁致液面振荡处理。上述脉冲电源的工作参数为:脉冲电流为5—10000A，脉冲宽度为5μ s—50ms，作用频率为0.01—2.5KHz ;上述中频感应电源的工作参数为:电流为0.1—100A,作用频率为500—IOOOHz。通过所述蚊香形感应线圈上的热电偶固定装置，使所述测温热电偶穿过蚊香形感应线圈的中心孔洞，测量金属熔体轴线上不同深度的多点温度，且测温热电偶的数量和插入深度分别可调。上述绝热材料外套的材料厚度优选为3 — 45mm。上述绝热材料外套的材料优选由漂珠混合水玻璃或石棉构成。上述铸型优选采用石墨坩埚或陶瓷坩埚。上述蚊香形线圈距离金属熔体液面距离最好为0.l-25cm。由于采用了上述技术方案，当使用本专利技术时，首先将双刀双掷开关的闸刀压入左侦牝通过中频感应电源对弹簧形线圈导入交变电流，由于电磁感应的作用，铸型内的金属块感生出涡流而发热熔化，然后将热电偶插入熔体，通过置于蚊香形感应线圈上的热电偶固定装置固定，通过温度采集记录系统实时监控熔体轴线上多点温度。当熔体达到预定温度时，将开关的闸刀压入右侧，通过脉冲电源对蚊香形感应线圈导入脉冲电流，从而对线圈内的金属熔体实施脉冲磁致液面振荡处理，通过温度采集记录系统获得准确可靠的脉冲磁致液面振荡工艺中熔体轴线上多点的温度一时间曲线。本专利技术的优点如下: (I)本专利技术提供了一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置，省去了浇注步骤，避免了每次实验中由于金属液出炉到浇注过程中损失热量，以及浇注和金属液充型的方式难以保持一致而导致的熔体内部温度的偏差。从而更准确地测得脉冲磁致液面振荡处理下的熔体温度曲线。(2)本专利技术所提供的装置，避免了铸型对金属液产生的激冷作用，以及热电偶在浇注后才插入的这一时间差以及热电偶的激冷作用而导致的熔体内部温度偏差，克服了传统测温法测得的温度曲线误差较大这一缺点，从而更准确地测得脉冲磁致液面振荡处理下金属熔体温度曲线。【专利附图】【附图说明】图1为测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置结构示意图。图中:1.测温热电偶，2.热电偶固定装置，3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量脉冲磁致液面振荡工艺中熔体温度的装置，主要包括温度测试分析系统，所述温度测试分析系统由测温热电偶（1）、热电偶固定装置（2）和温度采集记录系统（3）构成，所述测温热电偶（1）的信号输出端与所述温度采集记录系统（3）的信号接收端连接，所述温度采集记录系统（3）实时监控待测的金属熔体（7）内部检测位置的温度测量值，并输出温度测量值信息，其特征在于：还包括熔铸装置和脉冲磁致液面振荡处理装置，所述熔铸装置由中频感应电源（11）和弹簧形感应线圈（6）构成，盛有金属块的铸型（5）位于弹簧形感应线圈（6）内部，所述铸型（5）和弹簧形感应线圈（6）之间安有绝热材料外套（8），所述铸型（5）的上口设有热电偶固定装置（2），在所述热电偶固定装置（2）上设有安装所述测温热电偶的孔槽结构，便于热电偶固定在其中，所述测温热电偶至少包括一支，所述中频感应电源（11）通过开关装置控制所述弹簧形感应线圈（6）产生中频磁场，在装载于所述铸型（5）内的金属块中感生出涡流，使其发热熔化，所述脉冲磁致液面振荡处理装置由脉冲电源（10）和蚊香形感应线圈（4）构成，使测温热电偶（1）经过蚊香形感应线圈（4）中心孔洞准确插入熔体中的待测位置，所述脉冲电源（10）通过开关器件控制所述蚊香形感应线圈（4），对装载于所述铸型（5）内的金属熔体（7）施加脉冲磁致液面振荡处理，通过所述温度采集记录系统（3）连续记录在脉冲磁致液面振荡处理工艺中的金属熔体（7）内部的温度信息，并绘制金属熔体测温点的温度‑时间曲线。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁柱元，梁冬，孙杰，李祺欣，徐智帅，仲红刚，翟启杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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