[發明專利]一種光譜控樣的制備裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810366426.7
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108645685B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 姚聯
• 申請（專利權）人: 武漢泛洲中越合金有限公司
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N1/42;G01N1/28;G01N21/31;B22C9/08;B22C9/06;B22D27/08
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 廉振保

本發明公開了一種光譜控樣的制備裝置，其包括沿豎直方向依次設置的冒口、模具以及底板，所述冒口和模具互相連接，所述冒口和模具的中空部分連通形成收容空間，所述模具的底部與所述底板連接，液態金屬自所述冒口的頂部澆入時，在所述收容空間中冷卻形成光譜控樣，其中，沿所述液態金屬的澆注方向，所述冒口的內徑逐漸減小，其包括至少兩個具有不同錐角的冒口部，使得所述液態金屬在所述冒口的冷卻速度不同。本發明提供的光譜控樣的制備裝置通過不同材質、不同結構組合而成，沿銅液的澆入方向自上向下建立起有利于順序凝固的溫度場，能夠改善現有光譜控樣存在的頂部縮孔、底部縮松、組織不均勻的缺陷。

技術領域

本發明涉及光譜控樣制備技術領域，具體涉及一種光譜控樣的制備裝置及其方法。

背景技術

光譜控樣是光譜儀檢測樣品化學成分時作為成分參照標準的樣件，要求沒有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等鑄造缺陷，還有極其嚴格的成分均勻性要求，其質量的高低直接影響到光譜儀檢測成分的準確性。為保證檢測條件的一致性，一般要求光譜控樣與爐前樣組織狀態相同，而爐前樣一般采用金屬模自由澆注，故光譜控樣的工藝也需要保持一致，即液態金屬直接澆注在模具中，冷凝成光譜控樣。

但現有光譜控樣采用金屬模自由澆注方法制備時，存在諸多問題：

1、隨著光譜控樣的冷卻，頂部的液態金屬逐漸向底部流動補縮，凝固過程中頂部的液態金屬處于未完全凝固狀態，溫度逐漸變低，流動性變差，形成枝晶阻礙液態金屬補縮，導致光譜控樣的頂部補縮不充分，容易產生頂部中心縮孔；

2、光譜控樣的底部在凝固時過冷度不夠，底部容易產生組織疏松缺陷，即底部縮松；

3、金屬模自由澆注容易使得液態金屬卷入氣體不能排除而形成氣孔，也有可能卷入液面的氧化夾渣；

4、金屬模自由澆注的光譜控樣成分容易不均勻，從而導致質量不合格。

由于上述問題，以自由澆注方法制備的光譜控樣合格率極低，往往僅為2％左右，嚴重浪費澆注、加工成本，甚至有可能需要多次反復制備，降低檢測效率，影響生產。

故急需開發出一種新的光譜控樣的制備方法以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光譜控樣的制備裝置及方法，用于解決現有方法制備的光譜控樣易產生頂部縮孔、底部縮松、及氣孔等缺陷的技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種光譜控樣的制備裝置，其包括沿豎直方向依次設置的冒口、模具以及底板，所述冒口和模具互相連接，所述冒口和模具的中空部分連通形成收容空間，所述模具的底部與所述底板連接，液態金屬自所述冒口的頂部澆入時，在所述收容空間中冷卻形成光譜控樣，其中，沿所述液態金屬的澆注方向，所述冒口的內徑逐漸減小，其包括至少兩個具有不同錐角的冒口部，使得所述液態金屬在所述冒口的冷卻速度不同。

優選地，沿所述液態金屬的澆注方向，所述冒口包括具有不同錐角的第一冒口部和第二冒口部，所述第一冒口部的錐角小于所述第二冒口部的錐角。

本發明將冒口設置為錐角上小下大的兩段式結構，可有效減少熱量損失，保證處于冒口的頂部的銅液溫度最高，改善光譜控樣的頂部縮孔的缺陷；同時也利于銅液凝固后倒置脫模。

優選地，所述第一冒口部的錐角范圍為10～15°，所述第二冒口部的錐角范圍為40°～45°。

本發明提供的兩個冒口部的錐角相差較大，便于控制銅液的進入速度和冷卻速度。

優選地，所述第二冒口部靠近所述模具一端的內徑小于所述模具靠近所述第二冒口部一端的內徑。

一方面使得銅液可以盡快進入模具，另一方面方便成型的光譜控樣脫模。

優選地，沿所述液態金屬的澆注方向，所述模具的內徑逐漸減小，外徑逐漸增加。