金属液深层取样器的制作方法

本发明属于铸造技术领域，涉及一种金属液深层取样器。

背景技术：

在铝合金铸件的生产过程中，特别是采用低压铸造方法生产重大型铝合金铸件的过程中，对合金液的质量要求非常严格，为能获得满足产品技术要求的铸件，需要对熔炼好的合金液进行变质、细化、精炼除气等处理，并对处理后的合金液进行成分、密度当量、含氢量、变质效果的检测，来判定合金液是否合格。

原工艺方法：合金液经过变质、细化、精炼除气处理后，用通用取样器在铝液的表面舀取金属液浇注试样，进行各项指标的检测。通用取样器结构见图1。指标检测合格后开始浇注铸件，由于没有专用的取样器，铝液表面检测的数据即代表整个坩埚铝液的数据，由于无法从坩埚中部和底部舀取金属液，所以也无法获得坩埚中部和底部液体的真实数据，通常情况下用同一坩埚的合金液浇注的铸件，合金的成分及其它指标应该是一致或接近的，热处理后的性能也应该是相近的，但是在实际生产过程中，经常出现同一坩埚合金液浇注的铸件成分存在差异，分析其产生原因，坩埚中的合金液在不同的深度位置其合金成分可能存在差异，因此用不同深度的合金液浇注的铸件也会存在差异，但是这些差异到底有多大，必须通过对铸件的附浇试样或本体解剖分析后才能证实，当使用成分偏差严重的合金液浇注铸件时会造成铸件的不合格或报废。因此能对熔炼好的合金液进行全面检测，能快速检测出坩埚底部、中部和上部合金液的差异，并采取相应的措施，才能有效地降低合金液的差异，减少不合格品铸件的产生。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种金属液深层取样器，能够在铝液的任意深度位置进行合金液取样。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种金属液深层取样器，其包括：

取样器本体1，为腔管结构，其一端开设取样金属液入口，入口安装堵盖2，另一端通过螺纹端盖3密封；

所述堵盖2采用与取样金属液相同的材质制成；

所述取样器本体1中部通过联接管4连接钢管8，联接管4和钢管8为中空管，联接管4开口端深入取样器本体1内，联接管4开口端内部填充通气塞5和硅酸铝棉6；

进行金属液深层取样时，金属液将堵盖2融化，金属液通过入口进入取样器本体1内部，同时通过联接管4内的通气塞5和硅酸铝棉6将取样器本体1内的空气排出。

其中，所述取样器本体1由不锈钢管加工而成，螺纹端盖3也采用不锈钢制成。

其中，所述取样器本体1的后端制有螺纹，用来安装螺纹端盖3；取样器本体1中部制出螺纹孔，用来安装联接管4。

其中，所述堵盖2的厚度根据取样液取样深度而定，所取取样液深度越深，所选用堵盖2的厚度越厚。

其中，所述联接管4两端制出螺纹，一端用来和取样器本体1联接，另一端和焊接在钢管8上的螺母7联接。

其中，所述通气塞5由黄铜制成，安装在联接管4内，当铝液进入取样器本体1时用来排出取样器本体1内的空气。

其中，所述钢管8采用无缝钢管制成，钢管8的一端和螺母7焊接在一起，另一端和手把9焊接在一起，钢管8的作用是将取样器本体1内的气体顺利排到大气外。

其中，所述钢管8的圆周标有刻度，用来显示取样器取样时的深度。

其中，所述手把9采用普通圆钢制成。

其中，采用所述金属液深层取样器，取样的过程为：

取样前，先将取样器本体1连同钢管8一起预热，当温度达到150℃时，取下螺纹端盖3，将取样器本体1内外、联接管4、钢管8的表面均匀喷刷氧化锌涂料并加热，根据取样深度选择合适的堵盖2，安装在取样器本体1端口处压紧；

取样时，快速将取样器本体1深入到取样液深度，堵盖2在高温采样液的作用下快速熔化，随着堵盖2的熔化，取样液开始进入取样器本体1，取样液进入取样器本体1时液体表面会出现气泡，当气泡停止时取样器本体1充满，即可提起取样器，将取样液倒入样杯，取样完成后将取样器内的取样液倾倒干净。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的金属液深层取样器，能够在铝液的任意深度位置进行合金液取样，可以真实地反映合金液每个深度的成分、密度当量、含氢量、变质效果等数据，不再是原取样方法用液体表面获得的数据代表整个坩埚内液体的数据，并且根据液体不同深度的检测数据有效地采取相应的工艺措施，为减少不合格品的产生提供了可靠的技术数据。

附图说明

图1为现有技术中取样器的结构示意图。

图2为本发明实施例取样器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为了解决现有技术中的技术问题，本发明设计一种新型的金属液深层取样器，利用深层取样器提取熔炉或坩埚中任意深度的合金液，用来测量坩埚内不同深度的合金液的合金成分、密度当量、含氢量、变质效果、增铁量等指标。通过检测不同深度合金液的成分、密度当量、含氢量、变质效果、增铁量等指标，用来判定合金液是否合格，成分是否均匀，并通过检测出来的数据为下一步调整合金液的各项指标提供数据支撑。

具体地，参照图2所示，本实施例金属液深层取样器包括以下结构组件：

取样器本体1：由不锈钢管加工而成，前端留出直径大约20mm的孔，作为合金液进入取样器的入口，也是用来安装堵盖2的孔，取样器的后端制有螺纹，用来安装螺纹端盖3。取样器中间制出螺纹孔用来安装联接管4。

堵盖2：堵盖2用和合金液相同的合金制成，堵盖2厚度根据合金液取样深度而定，取坩埚底部的铝液选择较厚的堵盖，取坩埚中部的合金液选择相对薄的堵盖，

螺纹端盖3：螺纹端盖3采用不锈钢制成，用来密封取样器本体1。

联接管4：联接管4两端制出螺纹，一端用来和取样器本体1联接，另一端和螺母7联接，联接管4内安装通气塞5和放置硅酸铝棉6。

通气塞5：通气塞5用黄铜制造，安装在联接管4内，当铝液进入取样器本体1时用来排出取样器本体1内的空气。

硅酸铝棉6：硅酸铝棉6安放在联接管4内，作用是一旦通气塞5脱落，阻止铝液进入钢管8内。

螺母7：选择普通螺母焊接在钢管8上，用来实现联接管4和钢管8的联接。

钢管8：采用无缝钢管制成，钢管8的一端和螺母7焊接在一起，另一端和手把9焊接在一起，钢管8的作用是将取样器本体1内的气体顺利排到大气外，钢管8的圆周标有刻度用来显示取样器取样时的深度。

手把9：手把9采用普通圆钢制成，和钢管8焊接在一起。

基于上述金属液深层取样器，其取样的过程描述如下：

取样前，先将取样器本体1连同钢管8一起预热，当温度达到150℃时，取下螺纹端盖3，将取样器本体1内外、联接管4、钢管8的表面均匀喷刷氧化锌涂料并加热，注意不能将通气塞5堵塞，根据取样深度选择合适的堵盖2，安装在取样器本体1端口处压紧。

取样时，快速将取样器本体1深入到取样液深度，尽量缩短中间停留时间，堵盖2在高温铝液的作用下快速熔化，随着堵盖2的熔化，合金液开始进入取样器本体1，合金液进入取样器本体1时液体表面会出现气泡，当气泡停止时取样器本体1充满，即可提起取样器，将合金液倒入样杯，取样完成后将取样器内的合金液倾倒干净。

由上述技术方案可以看出，本发明取样器可以在熔化炉、坩埚内的任意位置的深度进行取样，能精确地反映出熔炉、坩埚你不同深度合金液的成分、密度当量、含氢量、变质效果等数据，而不再是仅仅依据液面检测的结果进行判定，为快速调整合金液的各项参数提供依据，为获得优质的合金液提供技术支撑，有效地降低合金液不合格的机率。对于一些偏析较为严重的合金，能及时判定合金在不同深度偏析的程度，同时根据不同时间段的检测结果判断合金的偏析和时间的对应关系，为更好地掌握合金的特性提供准确的数据。

采用该发明方法制成的取样器和堵盖是该发明的关键点和保护点，采用其它合金材料或非金属材料制成形状相同或不同的取样器属于该发明的保护范围，采用其它非金属材料制造的堵盖，堵盖被合金液熔解或堵盖受热膨胀自动脱离取样器的取样方法，也属于该发明的保护范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。