一種測(cè)量裝置及其使用該裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)量裝置，它包括帶有石英襯管的管式爐，在管式爐的進(jìn)口處設(shè)置有爐塞，爐塞上開(kāi)設(shè)有氮?dú)獬隹?，與9塞相對(duì)應(yīng)的管式爐爐壁上開(kāi)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口；管式爐內(nèi)水平放置有上部開(kāi)設(shè)凹槽的石墨塊，凹槽內(nèi)滑動(dòng)放置有石墨片，石墨片通過(guò)拉絲與置于管式爐外的橫向測(cè)力儀相連接。本發(fā)明還公開(kāi)了使用該測(cè)量裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，整體裝置自身的穩(wěn)定性好并可保持恒溫；測(cè)量方法方便且不受外界干擾，測(cè)量過(guò)程直觀，適用溫度范圍廣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種測(cè)量裝置及其使用該裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液態(tài)金屬粘度的測(cè)量，尤其是涉及一種不同溫度下各種液態(tài)釬料高溫粘度的測(cè)量裝置，本發(fā)明還涉及使用該裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粘度決定著液態(tài)金屬的流體力學(xué)特征，是液態(tài)金屬的重要物性參數(shù)之一，粘度的測(cè)量廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)。釬料是釬焊時(shí)使用的填充材料，釬焊件依靠熔化的釬料連接起來(lái)，釬料自身的性能及其與母材之間的相互作用在很大程度上決定了釬焊接頭的性能，因此釬焊接頭的質(zhì)量主要取決于釬料。有關(guān)液態(tài)釬料高溫粘度的測(cè)定方法比較多，典型的傳統(tǒng)方法有毛細(xì)管法、扭擺振動(dòng)法、落球法、旋轉(zhuǎn)法等。然而由于采用毛細(xì)管法、扭擺振動(dòng)法、落球法和旋轉(zhuǎn)法等基本方法測(cè)試中需要采集液態(tài)釬料自然流動(dòng)時(shí)間或者懸絲扭轉(zhuǎn)角、落球時(shí)間及速度變化等微小物理量，并要求測(cè)試設(shè)備十分精密，應(yīng)用中對(duì)工作環(huán)境要求也十分嚴(yán)格，特別是對(duì)于液態(tài)釬料高溫粘度的檢測(cè)，由于在高溫工作環(huán)境的特殊條件下，許多測(cè)試方法在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)受到了一定程度的限制。因此，以提高檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和便捷性為重點(diǎn)，研究一種新的液態(tài)釬料高溫粘度表征方法，開(kāi)發(fā)新一代液態(tài)釬料高溫粘度快速檢測(cè)儀器具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有方法中所存在的不足而提供一種可實(shí)現(xiàn)不同溫度下液體釬料高溫粘度的測(cè)量裝置，本發(fā)明還提供使用該裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的測(cè)量裝置，它包括帶有石英襯管的管式爐，在所述管式爐的進(jìn)口處設(shè)置有爐塞，所述爐塞上開(kāi)設(shè)有氮?dú)獬隹?，與所述爐塞相對(duì)應(yīng)的管式爐爐壁上開(kāi)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口 ；所述管式爐內(nèi)水平放置有上部開(kāi)設(shè)凹槽的石墨塊，所述凹槽內(nèi)滑動(dòng)放置有石墨片，所述石墨片通過(guò)拉絲與置于管式爐外的橫向測(cè)力儀相連接。
[0005]使用該測(cè)量裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法，包括下述步驟:
第一步，將帶有凹槽的石墨塊放入管式爐內(nèi)的石英襯管底部，將被測(cè)釬料放在凹槽中，把連有拉絲的石墨片放在被測(cè)釬料上，拉絲的另一端從管式爐的爐塞穿出與外部的橫向測(cè)力儀相連接；
第二步，向管式爐內(nèi)通入氮?dú)?，待爐體內(nèi)的空氣全部排出后，加熱管式爐，并持續(xù)向管式爐內(nèi)通入氮?dú)猓?br> 第三步，待被測(cè)釬料熔化后，石墨片附在液態(tài)釬料表面；繼續(xù)加熱管式爐至指定的溫度，然后將管式爐調(diào)至保溫狀態(tài)；
第四步，以一定的速度勻速拉橫向測(cè)力儀，在拉絲的作用下，石墨片在液態(tài)釬料上開(kāi)始滑動(dòng)，橫向測(cè)力儀上顯示的拉力即為該液態(tài)釬料的高溫粘度。
[0006]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，整體裝置自身的穩(wěn)定性好并可保持恒溫；測(cè)量方法方便且不受外界干擾，測(cè)量過(guò)程直觀，適用溫度范圍廣。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是圖1中石墨塊的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1、2所示，本發(fā)明所述的測(cè)量裝置包括帶有石英襯管I的管式爐2，在管式爐
2的進(jìn)口處設(shè)置有爐塞3，爐塞3上開(kāi)設(shè)有氮?dú)獬隹?4，與爐塞相對(duì)應(yīng)的管式爐爐壁上開(kāi)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口 5 ;管式爐2內(nèi)水平放置有上部開(kāi)設(shè)凹槽的石墨塊6，凹槽內(nèi)滑動(dòng)放置有石墨片7，石墨片7通過(guò)傳導(dǎo)耐熱合金細(xì)拉絲8與置于管式爐2外的橫向測(cè)力儀9相連接。
[0010]使用上述測(cè)量裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法包括下述步驟:
第一步，將帶有凹槽的石墨塊6放入管式爐2內(nèi)的石英襯管I底部，將被測(cè)釬料10放在凹槽中，把連有傳導(dǎo)耐熱合金細(xì)拉絲8的石墨片7放在被測(cè)釬料10上，拉絲8的另一端從管式爐2的爐塞3穿出與外部的橫向測(cè)力儀9相連接；
第二步，向管式爐2內(nèi)通入氮?dú)?，待爐體內(nèi)的空氣全部排出后，加熱管式爐2，并持續(xù)向管式爐內(nèi)通入氮?dú)?，保持爐體內(nèi)的氮?dú)鈿夥眨?br> 第三步，待被測(cè)釬料10熔化后，石墨片7附在液態(tài)釬料表面；繼續(xù)加熱管式爐至指定的溫度，然后將管式爐2調(diào)至保溫狀態(tài)；
第四步，以一定的速度勻速拉橫向測(cè)力儀9，在拉絲8的作用下，石墨片7在液態(tài)釬料上開(kāi)始滑動(dòng)，橫向測(cè)力儀9上顯示的拉力即為該液態(tài)釬料的高溫粘度。即橫向測(cè)力儀9以外力Fx拉浮在液態(tài)釬料表面的石墨片7，使其以速度VO勻速運(yùn)動(dòng)，初始只有表層液態(tài)釬料發(fā)生運(yùn)動(dòng)，由于液層摩擦力的作用，而后帶動(dòng)下一層液體運(yùn)動(dòng)，以此逐層進(jìn)行，存在一個(gè)速度梯度dvx/dy,根據(jù)液體的牛頓粘性定律Fx= nAdvx/dy得n=Fx/ (Advx/dy);式中，n為液態(tài)釬料的動(dòng)力粘度，A為石墨片與液態(tài)釬料的接觸面積。
[0011]下面舉例說(shuō)明幾種釬料的測(cè)量數(shù)據(jù):
例1:
被測(cè)釬料:CT715，熔點(diǎn)為620-796°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測(cè)量溫度840°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.018N。
[0012]例2:
被測(cè)釬料:CT715，熔點(diǎn)為620-796°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測(cè)量溫度8500C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.016N。
[0013]例3:
被測(cè)釬料:L304，熔點(diǎn)為690-775°C，片狀，厚度為0.02cm,寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測(cè)量溫度8400C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.017N。
[0014]例4:
被測(cè)釬料:L304，熔點(diǎn)為690-775°C，片狀，厚度為0.02cm,寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測(cè)量溫度850°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.014N。
[0015]例5:
被測(cè)釬料:HL842，熔點(diǎn)為825-855°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測(cè)量溫度870°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.023N。
[0016]例6:
被測(cè)釬料:HL842，熔點(diǎn)為825-855°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測(cè)量溫度880°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.022N。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量裝置，其特征在于:它包括帶有石英襯管(I)的管式爐(2)，在所述管式爐(2)的進(jìn)口處設(shè)置有爐塞(3)，所述爐塞(3)上開(kāi)設(shè)有氮?dú)獬隹?4)，與所述爐塞相對(duì)應(yīng)的管式爐爐壁上開(kāi)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口(5);所述管式爐(2)內(nèi)水平放置有上部開(kāi)設(shè)凹槽的石墨塊(6)，所述凹槽內(nèi)滑動(dòng)放置有石墨片(7)，所述石墨片(7)通過(guò)拉絲(8)與置于管式爐(2)外的橫向測(cè)力儀(9)相連接。
2.使用權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置測(cè)量液態(tài)釬料高溫粘度的方法，其特征在于包括下述步驟: 第一步，將帶有凹槽的石墨塊(6)放入管式爐(2)內(nèi)的石英襯管(I)底部，將被測(cè)釬料(10)放在凹槽中，把連有拉絲(8)的石墨片(7)放在被測(cè)釬料(10)上，拉絲(8)的另一端從管式爐(2)的爐塞(3)穿出與外部的橫向測(cè)力儀(9)相連接； 第二步，向管式爐(2)內(nèi)通入氮?dú)?，待爐體內(nèi)的空氣全部排出后，加熱管式爐(2)，并持續(xù)向管式爐內(nèi)通入氮?dú)猓? 第三步，待被測(cè)釬料(10)熔化后，石墨片(7)附在液態(tài)釬料表面；繼續(xù)加熱管式爐至指定的溫度，然后將管式爐(2)調(diào)至保溫狀態(tài)； 第四步，以一定的速度勻速拉橫向測(cè)力儀(9)，在拉絲(8)的作用下，石墨片(7)在液態(tài)釬料上開(kāi)始滑動(dòng)，橫向測(cè)力儀(9)上顯示的拉力即為該液態(tài)釬料的高溫粘度。
【文檔編號(hào)】B23K31/12GK103480974SQ201310444302
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】龍偉民, 董博文, 鐘素娟, 朱坤, 鮑麗, 張冠星, 肖德政, 于新泉, 樊江磊, 馬力, 杜全斌, 郭艷紅 申請(qǐng)人:鄭州機(jī)械研究所