一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，涉及金属液态成型技术领域，包括矩阵式高通量装置和液冷系统，矩阵式高通量装置包括至少两层上下分布的夹层，每层夹层上均设置有若干呈阵列分布的合金熔体单元腔，所述合金熔体单元腔内用于放置热电偶和配置好的熔体，每相邻两层夹层之间均设置有液冷管路，液冷管路呈“S”形弯饶在各合金熔体单元腔的外周，液冷管路的两端分别与液冷系统的进口和出口连接，以实现液冷介质的循环。本实用新型专利技术采用了集中式加热箱体，可对阵列式高通量金属熔体制备装置实行全试样独立控温，对不同成分的铝金属熔体进行统一加热和配置，能够在同一批次下同时输出多种不同凝固速率的合金熔体，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统
本技术涉及金属液态成型
，特别是涉及一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统。
技术介绍
铝、镁基复合材料成本低，对节能减排意义重大，其中，以液态成型方法制备的铝合金成本低廉，在工业中应用广泛，但是，新型铝合金的研发进程缓慢，这是由于合金物理化学性能的缺乏以及材料表征效率的低下，导致目前新能源汽车、高性能航天器、尖端电子产品周边部件等领域对新型高性能、功能化轻合金的迫切需求难以被一一满足。今后，铝合金新材料的研发必然建立在庞大的“基础数据库+计算机仿真+高通量试验”的基础上，因此，针对液态成型的铝合金，亟需对其研发模式进行革新，探索合金元素、凝固过程等工艺参数对合金性能的影响机制。其中，如何实现多成分铝合金的单批次大规模试验数据获得，是解决高通量研发模式的问题关键。目前，已有相关专利可针对金属液态成型试件进行规模化制备，这类高通量材料制备方法采用3x3、4x4、5x5......(甚至更大规模)矩阵式样品制备装置，虽然每个单元都可独立加热控温，但要求每个加热单元均配置加热部件，若样品的高通量制备规模达到5x5、6x6、7x7等，便会需要大量的加热部件、温度监控部件，不仅成本高、功耗大，而且设备的制备和实现均存在较大困难。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，无需大规模加热元器件的布局，通过物理冷却方式实现对试样的冷却条件。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术提供一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，包括矩阵式高通量装置和液冷系统，所述矩阵式高通量装置包括至少两层上下分布的夹层，每层所述夹层上均设置有若干呈阵列分布的合金熔体单元腔，所述合金熔体单元腔内用于放置热电偶和盛有熔体的坩埚，每相邻两层所述夹层之间均设置有液冷管路，所述液冷管路呈“S”形弯饶在各所述合金熔体单元腔的外周，所述液冷管路的两端分别与所述液冷系统的进口和出口连接，以实现液冷介质的循环。可选的，所述矩阵式高通量装置包括上下依次分布的上夹层、中夹层和下夹层，各夹层的接触面上均设置有呈“S”形弯饶的管路槽，所述液冷管路置于由相邻两夹层上的管路槽对接而成的通槽内。可选的，所述上夹层与所述中夹层之间的液冷管路与所述中夹层与所述下夹层之间的液冷管路呈180°中心对称设置，且两道所述液冷管路的液冷介质进口位于同一侧。可选的，每道所述液冷管路的液冷介质进口处和液冷介质出口处分别设置有控制阀门；两道所述液冷管路的液冷介质进口并联于所述液冷系统的出口，两道所述液冷管路的液冷介质出口并联于所述液冷系统的进口。可选的，各所述夹层上的所述合金熔体单元腔均呈正方形阵列分布，所述正方形阵列分布方式为3×3、4×4、5×5、6×6或7×7中的一种。可选的，所述液冷系统包括液冷介质储存箱、分别连接在所述液冷介质储存箱两侧的液冷介质输出管道和液冷介质输入管道，所述液冷介质输出管道与所述液冷管路的进口连接，所述液冷介质输入管道与所述液冷管路的出口连接。可选的，所述液冷介质输入管道上安装有热交换器，所述液冷介质输出管道上安装有液冷介质循环泵。可选的，所述液冷介质为水、油或液氮中的一种。可选的，各所述夹层在垂直方向上通过螺钉紧固装配，最下层所述夹层的各角底端分别设置一角垫。本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本技术的液冷式合金熔体凝固性能测试系统，结构简单新颖，采用了集中式加热箱体，可对阵列式高通量金属熔体制备装置实行全试样独立控温，对不同成分的铝金属熔体进行统一加热和配置，在同一批次下同时输出多种不同凝固速率的合金熔体，降低了设备成本、运行功耗和实现难度，实用性强。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术液冷式合金熔体凝固性能测试系统的结构示意图；图2为本技术矩阵式高通量装置的结构示意图；图3为图2矩阵式高通量装置的分解示意图；图4为实施例一中合金熔体的凝固冷却性能测量原理示意图；图5为实施例一中坩埚内热电偶所测T-t曲线图；图6为实施例一中坩埚外部热电偶所测T-t曲线图；图7为实施例一中Mn含量为1.9％的Al-Mn金相组织图；图8为实施例一中Mn含量为1.5％的Al-Mn金相组织图；图9为实施例一中Mn含量为1％的Al-Mn金相组织图；图10为实施例一中Mn含量为0.8％的Al-Mn金相组织图；图11为实施例一中Mn含量为0.4％的Al-Mn金相组织图；其中，附图标记为：1、矩阵式高通量装置；2、合金熔体单元腔；3、液冷管路；4、管路槽；5、上夹层；6、中夹层；7、下夹层；8、控制阀门；9、液冷介质储存箱；10、液冷介质输出管道；11、液冷介质输入管道；12、热交换器；13、液冷介质循环泵；14、角垫；15、热电偶；16、温度数据采集模块；17、温度数据处理模块；18、数据处理终端。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，无需大规模加热元器件的布局，通过物理冷却方式实现对试样的冷却条件。基于此，本技术提供一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，包括矩阵式高通量装置和液冷系统，矩阵式高通量装置包括至少两层上下分布的夹层，每层夹层上均设置有若干呈阵列分布的合金熔体单元腔，所述合金熔体单元腔内用于放置热电偶和盛有熔体的坩埚，每相邻两层夹层之间均设置有液冷管路，液冷管路呈“S”形弯饶在各合金熔体单元腔的外周，液冷管路的两端分别与液冷系统的进口和出口连接，以实现液冷介质的循环。本技术的液冷式合金熔体凝固性能测试系统，结构简单新颖，采用了集中式加热箱体，可对阵列式高通量金属熔体制备装置实行全试样独立控温，对不同成分的铝金属熔体进行统一加热和配置，在同一批次下同时输出多种不同凝固速率的合金熔体，降低了设备成本、运行功耗和实现难度，实用性强。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。实施例一：如图1-3所示，本实施例提供一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，包括矩阵式高通量装置1和液冷系统，矩阵式高通量装置1包括至少两层上下分布的夹层，每层夹层上均设置有若干呈阵列分布的合金熔体单元腔2，合金熔体单元腔2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，其特征在于：包括矩阵式高通量装置和液冷系统，所述矩阵式高通量装置包括至少两层上下分布的夹层，每层所述夹层上均设置有若干呈阵列分布的合金熔体单元腔，所述合金熔体单元腔内用于放置热电偶和盛有熔体的坩埚，每相邻两层所述夹层之间均设置有液冷管路，所述液冷管路呈“S”形弯饶在各所述合金熔体单元腔的外周，所述液冷管路的两端分别与所述液冷系统的进口和出口连接，以实现液冷介质的循环。/n

【技术特征摘要】
1.一种液冷式合金熔体凝固性能测试系统，其特征在于：包括矩阵式高通量装置和液冷系统，所述矩阵式高通量装置包括至少两层上下分布的夹层，每层所述夹层上均设置有若干呈阵列分布的合金熔体单元腔，所述合金熔体单元腔内用于放置热电偶和盛有熔体的坩埚，每相邻两层所述夹层之间均设置有液冷管路，所述液冷管路呈“S”形弯饶在各所述合金熔体单元腔的外周，所述液冷管路的两端分别与所述液冷系统的进口和出口连接，以实现液冷介质的循环。


2.根据权利要求1所述的液冷式合金熔体凝固性能测试系统，其特征在于：所述矩阵式高通量装置包括上下依次分布的上夹层、中夹层和下夹层，各夹层的接触面上均设置有呈“S”形弯饶的管路槽，所述液冷管路置于由相邻两夹层上的管路槽对接而成的通槽内。


3.根据权利要求2所述的液冷式合金熔体凝固性能测试系统，其特征在于：所述上夹层与所述中夹层之间的液冷管路与所述中夹层与所述下夹层之间的液冷管路呈180°中心对称设置，且两道所述液冷管路的液冷介质进口位于同一侧。


4.根据权利要求3所述的液冷式合金熔体凝固性能测试系统，其特征在于：每道所述液冷管路的液冷介质进口处和液冷介质出口处分别设置有控制阀门；两道所述液冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康，杨敬辉，林荣，张宇，刘朝曦，张棚菲，陈静娴，张徐徐，黄慧燕，
申请(专利权)人：东莞理工学院，东莞市海新金属科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44