一種測量裝置及其使用該裝置測量液態(tài)釬料高溫粘度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量裝置，它包括帶有石英襯管的管式爐，在管式爐的進口處設(shè)置有爐塞，爐塞上開設(shè)有氮氣出口，與9塞相對應(yīng)的管式爐爐壁上開設(shè)有氮氣進口；管式爐內(nèi)水平放置有上部開設(shè)凹槽的石墨塊，凹槽內(nèi)滑動放置有石墨片，石墨片通過拉絲與置于管式爐外的橫向測力儀相連接。本發(fā)明還公開了使用該測量裝置測量液態(tài)釬料高溫粘度的方法。本發(fā)明優(yōu)點在于測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，整體裝置自身的穩(wěn)定性好并可保持恒溫；測量方法方便且不受外界干擾，測量過程直觀，適用溫度范圍廣。
【專利說明】一種測量裝置及其使用該裝置測量液態(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)釬料高溫粘度的測量裝置，本發(fā)明還涉及使用該裝置測量液態(tài)釬料高溫粘度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粘度決定著液態(tài)金屬的流體力學特征，是液態(tài)金屬的重要物性參數(shù)之一，粘度的測量廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)。釬料是釬焊時使用的填充材料，釬焊件依靠熔化的釬料連接起來，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)釬料高溫粘度的測定方法比較多，典型的傳統(tǒng)方法有毛細管法、扭擺振動法、落球法、旋轉(zhuǎn)法等。然而由于采用毛細管法、扭擺振動法、落球法和旋轉(zhuǎn)法等基本方法測試中需要采集液態(tài)釬料自然流動時間或者懸絲扭轉(zhuǎn)角、落球時間及速度變化等微小物理量，并要求測試設(shè)備十分精密，應(yīng)用中對工作環(huán)境要求也十分嚴格，特別是對于液態(tài)釬料高溫粘度的檢測，由于在高溫工作環(huán)境的特殊條件下，許多測試方法在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實時監(jiān)測時受到了一定程度的限制。因此，以提高檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和便捷性為重點，研究一種新的液態(tài)釬料高溫粘度表征方法，開發(fā)新一代液態(tài)釬料高溫粘度快速檢測儀器具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于針對上述現(xiàn)有方法中所存在的不足而提供一種可實現(xiàn)不同溫度下液體釬料高溫粘度的測量裝置，本發(fā)明還提供使用該裝置測量液態(tài)釬料高溫粘度的方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的測量裝置，它包括帶有石英襯管的管式爐，在所述管式爐的進口處設(shè)置有爐塞，所述爐塞上開設(shè)有氮氣出口，與所述爐塞相對應(yīng)的管式爐爐壁上開設(shè)有氮氣進口 ；所述管式爐內(nèi)水平放置有上部開設(shè)凹槽的石墨塊，所述凹槽內(nèi)滑動放置有石墨片，所述石墨片通過拉絲與置于管式爐外的橫向測力儀相連接。
[0005]使用該測量裝置測量液態(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，將被測釬料放在凹槽中，把連有拉絲的石墨片放在被測釬料上，拉絲的另一端從管式爐的爐塞穿出與外部的橫向測力儀相連接；
第二步，向管式爐內(nèi)通入氮氣，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)通入氮氣；
第三步，待被測釬料熔化后，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力儀，在拉絲的作用下，石墨片在液態(tài)釬料上開始滑動，橫向測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)點在于測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，整體裝置自身的穩(wěn)定性好并可保持恒溫；測量方法方便且不受外界干擾，測量過程直觀，適用溫度范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是圖1中石墨塊的剖面圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖1、2所示，本發(fā)明所述的測量裝置包括帶有石英襯管I的管式爐2，在管式爐
2的進口處設(shè)置有爐塞3，爐塞3上開設(shè)有氮氣出口 4，與爐塞相對應(yīng)的管式爐爐壁上開設(shè)有氮氣進口 5 ;管式爐2內(nèi)水平放置有上部開設(shè)凹槽的石墨塊6，凹槽內(nèi)滑動放置有石墨片7，石墨片7通過傳導(dǎo)耐熱合金細拉絲8與置于管式爐2外的橫向測力儀9相連接。
[0010]使用上述測量裝置測量液態(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，將被測釬料10放在凹槽中，把連有傳導(dǎo)耐熱合金細拉絲8的石墨片7放在被測釬料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力儀9相連接；
第二步，向管式爐2內(nèi)通入氮氣，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)通入氮氣，保持爐體內(nèi)的氮氣氣氛；
第三步，待被測釬料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力儀9，在拉絲8的作用下，石墨片7在液態(tài)釬料上開始滑動，橫向測力儀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勻速運動，初始只有表層液態(tài)釬料發(fā)生運動，由于液層摩擦力的作用，而后帶動下一層液體運動，以此逐層進行，存在一個速度梯度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]下面舉例說明幾種釬料的測量數(shù)據(jù):
例1:
被測釬料:CT715，熔點為620-796°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測量溫度840°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.018N。
[0012]例2:
被測釬料:CT715，熔點為620-796°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測量溫度8500C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.016N。
[0013]例3:
被測釬料:L304，熔點為690-775°C，片狀，厚度為0.02cm,寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測量溫度8400C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.017N。
[0014]例4:
被測釬料:L304，熔點為690-775°C，片狀，厚度為0.02cm,寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測量溫度850°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.014N。
[0015]例5:
被測釬料:HL842，熔點為825-855°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測量溫度870°C ;拉力速度0.5cm/s ;顯示的拉力為0.023N。
[0016]例6:
被測釬料:HL842，熔點為825-855°C，片狀，厚度為0.02cm，寬度為3cm;石墨片重量IOg ;測量溫度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)的進口處設(shè)置有爐塞(3)，所述爐塞(3)上開設(shè)有氮氣出口(4)，與所述爐塞相對應(yīng)的管式爐爐壁上開設(shè)有氮氣進口(5);所述管式爐(2)內(nèi)水平放置有上部開設(shè)凹槽的石墨塊(6)，所述凹槽內(nèi)滑動放置有石墨片(7)，所述石墨片(7)通過拉絲(8)與置于管式爐(2)外的橫向測力儀(9)相連接。
2.使用權(quán)利要求1所述的測量裝置測量液態(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，將被測釬料(10)放在凹槽中，把連有拉絲(8)的石墨片(7)放在被測釬料(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力儀(9)相連接； 第二步，向管式爐(2)內(nèi)通入氮氣，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)通入氮氣； 第三步，待被測釬料(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力儀(9)，在拉絲(8)的作用下，石墨片(7)在液態(tài)釬料上開始滑動，橫向測力儀(9)上顯示的拉力即為該液態(tài)釬料的高溫粘度。
【文檔編號】B23K31/12GK103480974SQ201310444302
【公開日】2014年1月1日 申請日期: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 申請人:鄭州機械研究所