确定铸造工厂造型材料的造型技术性能的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及确定铸件型砂的性能和成分的方法和装置，其中，一些性能在容纳型砂样品的一试套中进行测定。为了建立一有可能较快和易地确定对有目的使用所必需的型砂性能的方法，本发明专利技术提供了超声测量的型砂样品，其中，与此无关的是另行测量确定该样品的至少一个性能，把超声测量和另行测量的组合结果用于确定样品成分和／或造型工艺性能以建立一较快和软简单确定对有目的应用。重要的型砂性能的装置，并建议超声变换器至少装在试体确定的一表面上。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测方法，该方法借助超声波测量弹性和非弹性性能(弹性波的传播和吸收)，还结合诸物理和/或工艺技术特性值来确定铸造工件的造型材料系统的性能和它们的组成。用这种检测方法测量的简便程度(无破坏、迅速、可以实现自动化)使得在制备和制造模型和型芯中用来检测造型材料和也可用来监测和控制质量的新的检测装置能得以发展。此外，本专利技术涉及一种装置，该装置用作测定铸造工件的型砂，特别用作确定铸造工件型砂的性能和成分，它具有一采样装置和一盛装型砂样品的试套，最好样品是预压试体的形状。对于造型材料的加工工艺技术性能足以反映有关的材料因素、工艺因素和有关的设备因素的组合。每一因素都对配制、造型和铸造工艺产生影响。造型材料成分-造型材料质量-造型质量连锁关系别有目的地影响着铸造制品的质量。为此，检测造型材料的变化直接影响与造型工艺性能有关的效果的特性。检测造型材料的传统方法经常在接近于实际的条件下评定材料的质量。要占用比较多的时间来限定对干扰大小的“反应的灵敏性”，以及对有可能存在的缺陷作出意味深长的陈述。根据先进测量工艺的原理发展起来的应用物理学的方法能够详尽阐明所构成的物理性能和它们的关系，尤其是对有效物理和工艺技术参数的相互关系。考虑到铸造的具体条件，可以把这样的方法用于造型材料测试和造型材料控制方法的实际过程，它们比起常用的测试方式来有相当多的优点(例如，实现自动化的可能性，特别大大地减少测试时间)。当用电磁方法测量在粘土造型材料中的水份时，或当在型芯的制造过程中用电的方法测量硬化状态时，这样情况会成为明显的。2.2.1造型粘土材料与粘土造型材料有关的造型技术性能主要通过测量压缩性和抗压强度加以确定，在这当中，这些值又取决水含量、颗粒特性值(淤渣(sludge)含量)和可粘结的粘土(有效粘土)的比例(含量)。确定这些特性值的最通用的方法是在许多铸造工厂中、采用由筛分、沉积和吸附构成的分析形式。这种测试方法非常适用的，但它们是昂贵的，特别在时间上，它们不能进行自动化操作且不能和方法的附加监测装置一起使用。而对上述已知的控制最佳造型材料性能的自动化系统来说，则可测量压缩率和水含量、测量抗压强度和抗剪强度或形变极限(defomation limit)。除了确定水含量之外，这些测量在造型材料混合好后进行，在这些测量的基础上，所测的粘土和水的测量值作为接着的混合填料而被计算出。这样的装置的一个缺点是没有考虑或没有充分考虑在操作过程中产生的淤渣部分中和有效粘土部分中的变动，因为被测的现有混合填料数量是从上述填料的测定值中被计算出的。为了克服这一问题，可利用加工数据(例如型砂/铸件的比和在模型中所放置的砂芯的数量)。可是，使这种数据和各个混合填料联系起来是不可靠的(例如，砂芯从造型材料的循环中卸下，在输送过程中铸造工件旧砂的渗入)这种情况意味着所采用的值实际上是不精确的，并且这自然会对操作运转的成功产生不利影响。在DD-PS253197中揭示了一种可能的解决办法，该办法提供了铸造工件旧砂质量的附带规定。这个规定建议一种在铸件的旧砂中的水、淤渣和有效粘土含量的流线限定方法，在这种方法中，将确定造型材料样品对伦琴、咖玛射线和超声波速度造成的衰减。这个测量观念的更换由于提高了施行辐射操作的技术要求(安全要求，维修费用)而告失败。2.2.2合成树脂和水玻璃结合的造型材料在控制有机粘结剂的和水玻璃结合的造型材料的均匀性和质量上，规定了这种造型材料混合物试体的机械性能。这主要是测试弯曲强度的问题，但也涉及其它的强度测量(例如，抗剪强度和压强度)。此外，检测造型材料混合物的流变性能(例如，形变试验、加工性能的延续时间)。因为规定通过硬化可获得的强度是造型材料质量的基本准则，所以通常确定硬化特性，其中可表示所获得的强度对硬化过程的持续时间的依赖关系。使用这种测试方法的现场(insito)流水线作业是不需要的，或由于费用是不可能。德国专利DE-PS3152073公开了一进行附带规定和芯砂质量控制的建议。根据这个建议，所需硬化时间通过测量在其硬化前后试体的导电性的大小加以计算出，并且同时可确定那种导电性大小的变化范围。导电性的大小相当于型芯的硬度，该硬度将保证型芯达到上述确定的硬度性能，因此可用作控制型芯质量的标准。应该提及这方法的一个缺点，即在评价对应用于其它造型材料系统的电物理学性能方面则缺乏柔性。2.2.3铸造工件旧砂再生目前，为了评价再生的效果，仅提及铸造工件中的旧砂的特性值“可洗掉物质”和“引燃的损失”。确定这些特性值的检测方法应和粘土造型材料的传统检测方法中辨别出来，而它们具有那些测量方法的所有优点和缺点，见2.2.1部分。在许多场合中已高度自动化的上述类型的装置在铸造工厂广泛使用。因此，一在两端敞开的、但起初不施加压力的圆筒形试套可用型砂填充。为此，试套的下测开口至少暂时用板或类似的物件加以封住。然后，把所填满的试套运送到压力工位，将压锤从试套的上侧开口向下推压到型砂上、压缩型砂。通过测量这种压缩发生后压锤在试套中所走过的行程，对确定型砂的压缩率是可办到的。在另一位置中，用压锤或另一压锤把试体推压出试套，例如，在初始将试套封闭的压板被移去后，或在带有试体的试管从压板上取走后，来测量经压缩试体的抗剪强度也是可能的。于是，突出于试套的试体的一部分可通过侧向攻击叉加以剪切去，在剪切中测定作用在叉上的力。除了测量抗剪强度外，还能进一步提供自动测量工位，例如借助各种传感器确定水份和其它参数且包括无接触测量方法或通过闭合触点操作的测量方法。但是，某些测量和探测方法，特别是如要使型砂的成分给予显示，主要关心的问题是有效膨润土和淤渣的含量的显示则是相当昂贵的。有效膨润土和淤渣的含量对型砂的造型技术性能有相当大影响。因此，就需要一有可能以较迅速而又较为简单方式确定有目的地应用重要的型砂性能的装置。本专利技术的目的是确定在铸造工件中造型材料系统的性能和它们的组分的测试方法，该方法使所要求提供的质量保证可满足灵活、高生产率模型和型芯制造设备，特别是满足了要进行附带监测和控制的设备。本专利技术的目的应该能通过确定物理物质和它们与工艺技术参数的相互关系以及在技术因素和时间因素方面最少量的花费而用于许多不同类型的铸造工件造型材料系统。因此，通过确定特定试体、模型和型芯的超声波特性值，能监测和控制造型材料的质量而正确地阐明有关造型材料的性能组分和强度性能应该说是有可能的。本专利技术的宗旨是为了建立一种确定铸造工件的造型材料系统的性能和它们的组成的检测方法，在这个基础上提高各个铸造工件造型材料系统的检测工艺，并且把这些检测工艺用于保证具有适应性强的、高生产率的模型和型芯制造设备的质量。根据本专利技术，因为铸造工件造型材料系统的性能和它们的组分可通过超声波测量弹性和非弹性性能(弹性波的传播和吸收)给合物理特性值(例如，水含量、粘结剂和硬化剂的含量和/或工艺技术特性值(例如，压缩率、尤其是硬化作业的持续时间)而加以确定的，在特定试样或在具体耦条件下(耦合压力和持续时间)和在给定的超声波频率下确定超声波速度。根据本专利技术，下述的规定工艺依靠待探测的铸造工件造型材料系统而上得到改善。有关本装置，因为在限定经压缩型砂构成的试体的至少一个表面上设有超声波变换器，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定在铸造工件中型砂性能和／或成分的方法，其中，一些性能在容纳型砂样品的试套中得到确定，其特征在于超声波测定取自型砂的样品，在测定中与这种操作无关，至少测量和确定多于一个的型砂样品的性能，超声波测定的结果和另一些测量操作的组合结果用于确定样品的成分和造型工艺技术性能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃尔特哈比尔弗莱明，维尔纳哈卜，托马斯舒斯特，马里安伊万诺夫，
申请(专利权)人：古斯塔夫爱利希机器制造厂，
类型：发明
国别省市：DE[德国]