金屬熔體試樣采集鉗的制作方法
【專利摘要】一種金屬熔體試樣采集鉗，包括：一手持夾持鉗組件，由左鉗臂（1）和右鉗臂（2）組成，兩個鉗臂由軸銷（3）連接在一起，組成一個可實現(xiàn)手工開合、夾持的工作鉗；一套試樣模具，由左模（5）和右模（6）組成，兩瓣模用螺栓分別與兩個鉗臂連接在一起，隨鉗臂開合，合模后形成完整模具；一個采樣位置標(biāo)示桿組件，由標(biāo)示桿（7）、導(dǎo)向座（8）和固定螺釘（9）組成，導(dǎo)向座（8）固定在模具上，標(biāo)示桿（7）穿過導(dǎo)向座（8）的導(dǎo)向孔，由固定螺釘（9）固定。本實用新型通過采用上述結(jié)構(gòu)，能夠方便、快速地制備各種金屬熔體試樣，有效提高金屬加工試樣的制備效率和質(zhì)量。
【專利說明】金屬熔體試樣采集鉗

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于金屬加工【技術(shù)領(lǐng)域】。 技術(shù)背景
[0002] 金屬鑄造生產(chǎn)是材料加工領(lǐng)域范圍最廣的工藝方法之一。在鑄造工藝生產(chǎn)和實驗 過程中，為了檢驗金屬熔體的質(zhì)量，經(jīng)常需要在現(xiàn)場采集熔體試樣，用于進行金相分析、力 學(xué)性能分析、電鏡分析等等，在檢驗分析的基礎(chǔ)上盡可能地制備出良好的金屬熔體用于金 屬成形。
[0003] 目前在生產(chǎn)和實驗過程中，對高溫金屬熔體取樣的常用方法主要有。
[0004] (1)有獨立試樣模具：用小坩堝取小量熔體，再將熔體倒入試樣模具中。這種方法 在實際操作中，經(jīng)常由于操作控制不當(dāng)，造成熔體澆鑄的過多或過少，使得試樣模具難以開 模，而且試樣余料過多時需進一步大量加工成所需的試樣形狀，工作量大；澆注不足時又使 得試樣不標(biāo)準(zhǔn)而難以滿足分析要求。特別的是，在澆注粘度較大的熔體(如鋁、鎂合金的半 固態(tài)漿料)，流動的熔體會卷入大量的空氣，嚴(yán)重影響試樣(特別是力學(xué)性能試樣）的質(zhì)量， 甚至試樣無效。
[0005] (2)無試樣模具：在很多生產(chǎn)和實驗場所中沒有試樣模具，技術(shù)人員采用的方法是 用小型非標(biāo)盛具(如小勺、小杯等）在金屬熔體中取樣，冷卻后再通過鋸、銑、磨等工作加工 成所需的試樣形狀。這種方法制備的工作量大、試樣尺寸難以統(tǒng)一，效率低下。
[0006] 因此，一種能方便操作、制樣規(guī)范的金屬熔體(特別是半固態(tài)熔體）試樣采集工具， 能提高金屬分析試樣的制備效率，為金屬加工分析試樣的規(guī)范化提供工具基礎(chǔ)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實用新型的目的是為了提供一種能夠方便快速進行在線金屬熔體進行采集規(guī) 范試樣的工具鉗。
[0008] 本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0009] 本實用新型所述的金屬熔體試樣采集鉗包括：
[0010] 一手持夾持鉗組件，由左鉗臂（1)和右鉗臂（2)組成，兩個鉗臂由軸銷（3)連接在 一起，組成一個可實現(xiàn)手工開合、夾持的工作鉗；
[0011] 一套試樣模具，由左模（5)和右模（6)組成，兩瓣模用螺栓分別與兩個鉗臂連接在 一起，隨鉗臂開合，合模后形成完整模具；
[0012] 一個采樣位置標(biāo)示桿組件，由標(biāo)示桿（7)、導(dǎo)向座（8)和固定螺釘（9)組成，導(dǎo)向座 (8)固定在模具上，標(biāo)示桿（7)穿過導(dǎo)向座（8)的導(dǎo)向孔，由固定螺釘（9)固定。
[0013] 本實用新型為防止夾持鉗組件軸銷（3)有間隙造成模具合模錯位，在左鉗臂（1) 的前端有一個防偏用定位銷（11)與左鉗臂（1)焊接在一起，右鉗臂（2)對應(yīng)部位有一個 寬度與定位銷（11)直徑相等的定位槽（21)，該槽底部為喇叭形開口以便合模時對定位銷 (11)導(dǎo)向，頂部為厚度不低于2毫米的與定位銷（11)配合的定位部分。如此，在夾持鉗軸 銷（3)和定位銷（11)的共同作用下，可很好地防止操作過程中模具合模錯位造成試樣不規(guī) 整。
[0014] 本實用新型所述的模具為可拆卸結(jié)構(gòu)。模具后端開模具定位槽（61)，槽寬與左鉗 臂（1)寬度相等，安裝時左鉗臂（1)夾持端與模具定位槽（61)配合，用螺栓一（4)和螺栓二 (10 )固定。模具前端為試樣型腔（62 )，對于小型試樣，如金相分析用試樣，可以開多個試樣 型腔線性排列，型腔間有模具排氣孔（63)連接，排氣孔開口方向指向采樣鉗的手持臂方向， 并一直開通到模具定位槽（61)的部位，以方便采樣時氣體向上排出，以最大限度減少試樣 的氣孔缺陷。試樣不一樣時，模具型腔也對應(yīng)不一樣，可加工成型腔不同而模具定位槽（61) 尺寸統(tǒng)一的不同模具，如此一個采樣鉗可方便實現(xiàn)不同試樣采集。
[0015] 模具前端外形設(shè)計為錐形。在給金屬熔體采樣時，采樣鉗的外部會附著凝固一層 薄殼，錐形結(jié)構(gòu)的目的是方便脫殼開模。
[0016] 采樣時，為了采集不同位置的熔體試樣，需要將采樣鉗伸入不同深度。熔體一般為 高溫不透明狀，采樣時不能準(zhǔn)確判斷采樣鉗在熔體中的深度和位置，有可能造成采樣鉗型 腔夾注熔體不足等情況。為此設(shè)計了一個采樣位置標(biāo)示桿（7)，通過固定在鉗模上的導(dǎo)向座 (8)中的導(dǎo)向孔，標(biāo)示桿（7)可前后移動，標(biāo)定好位置后再用固定螺釘（9)緊固固定標(biāo)示桿 (7)。采樣時可以用標(biāo)示桿（7)的桿頭接觸熔體液面判斷位置。
[0017] 本實用新型采集的對象包括金屬液態(tài)熔體和半固態(tài)熔體試樣。當(dāng)為金屬液態(tài)熔體 時，在模具加工精度不高的情況下，可在模具型腔面周圍銑一環(huán)繞型腔的凹槽（801)，在凹 槽中壓入密封用耐高溫纖維繩（802)(如圖6所示，密封用耐高溫纖維繩802的直徑要稍大 于凹槽801深度，以保證裝好纖維繩后能高出模具分模面)，可以進一步提高合模后的結(jié)構(gòu) 密封性能。
[0018] 本實用新型通過采用上述結(jié)構(gòu)，能夠方便、快速地制備各種金屬熔體試樣，有效提 高金屬加工試樣的制備效率和質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本實用新型的合模定位結(jié)構(gòu)三維示意圖。
[0021] 圖3為本實用新型的合模定位結(jié)構(gòu)局部剖視圖。
[0022] 圖4為本實用新型的模具結(jié)構(gòu)及與鉗臂連接三維圖（隱藏了其中模具)。
[0023] 圖5為本實用新型的另一總體三維結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖6為本實用新型的可拓展功能結(jié)構(gòu)。
[0025] 圖中：1為左鉗臂；11為定位銷；2為右鉗臂；21為定位槽；3為軸銷；4為螺栓一； 5為左模；6為右模；61為模具定位槽；62為試樣型腔；63為模具排氣孔；7為標(biāo)不桿；8為 導(dǎo)向座；9為固定螺釘；10為螺栓二。801為凹槽，802為密封用耐高溫纖維繩。

【具體實施方式】
[0026] 本實用新型將結(jié)合附圖作進一步地說明。
[0027] 在實際應(yīng)用中，將加工好的的左鉗臂1、右鉗臂2用軸銷3連接成一體，實現(xiàn)左鉗臂 1和右鉗臂2可繞軸銷3轉(zhuǎn)動而開合。右鉗臂2上的定位槽21的長度要合適，以避免鉗臂 開合時定位銷11與鉗臂干涉而無法開合。定位銷11在右鉗臂2上定位槽21的中間位置 與左鉗臂1焊接在一起。如此完成本實用新型試樣采樣鉗的鉗主體部分。
[0028] 左模具5、右模具6按試樣要求設(shè)計試樣型腔62,多個試樣型腔62間用模具排氣 孔63依次連接，最靠近鉗臂的型腔排氣孔一直通到左模具5、右模具6的模具定位槽61處。 將導(dǎo)向座8在合適位置焊接在模具中一個上面，在導(dǎo)向孔中插入標(biāo)示桿7,在合適位置用固 定螺釘9將其固定。然后左模具5、右模具6兩個獨立部件便可通過模具定位槽61與左鉗 臂1、右鉗臂2連接，各用兩個螺栓將模具和鉗臂固定在一起。如此便實現(xiàn)本實用新型的整 體裝配。
[0029] 半固態(tài)鋁合金漿料取樣時，先根據(jù)取樣深度調(diào)節(jié)好標(biāo)示桿7的位置并固定好。把 取樣鉗稍微打開使試樣左模具5、右模具6處于開模狀態(tài)，將取樣鉗左模具5、右模具6朝下 插入漿料中，插入速度不宜過快，以使將試樣型腔62中的空氣充分排出。到取樣深度后，將 左鉗臂1、右鉗臂2合攏，握緊雙臂以保持模具充分合模，然后將取樣鉗提起，根據(jù)試驗需要 或?qū)⒃嚇铀愎倘芴幚恚蛘呤乖嚇与S模具自然冷卻待，冷卻后即可取樣。
[0030] 實際實驗中，需要的試樣（比如金相試樣和力學(xué)性能拉伸試樣）的形狀和尺寸會不 同，對應(yīng)這些試樣可以加工多個不同的模具，從而用一把夾鉗可以制備不同的試樣。
[0031] 在給金屬熔體采樣時，若采樣鉗的外部附著凝固一層金屬薄殼，模具外部倒錐形 結(jié)構(gòu)可方便進行脫殼。
【權(quán)利要求】
1. 一種金屬熔體試樣采集鉗，其特征是包括： 一手持夾持鉗組件，由左鉗臂（1)和右鉗臂（2)組成，兩個鉗臂由軸銷（3)連接在一起， 組成一個可實現(xiàn)手工開合、夾持的工作鉗； 一套試樣模具，由左模（5)和右模（6)組成，兩瓣模用螺栓分別與兩個鉗臂連接在一 起，隨鉗臂開合，合模后形成完整模具； 一個采樣位置標(biāo)示桿組件，由標(biāo)示桿（7)、導(dǎo)向座（8)和固定螺釘（9)組成，導(dǎo)向座（8) 固定在模具上，標(biāo)示桿（7)穿過導(dǎo)向座（8)的導(dǎo)向孔，由固定螺釘（9)固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體試樣采集鉗，其特征是在左鉗臂（1)的前端焊有一 個防偏用定位銷（11)，右鉗臂（2)對應(yīng)部位有一個寬度與定位銷（11)直徑相等的定位槽 (21)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體試樣采集鉗，其特征是模具前端外形為錐形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體試樣采集鉗，其特征是在模具型腔面周圍銑一環(huán)繞 型腔的凹槽（801 )，在凹槽中壓入密封用耐高溫纖維繩（802)。
【文檔編號】G01N1/18GK203908805SQ201320885526
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙麗, 劉旭波, 楊湘杰 申請人:南昌大學(xué)