Образец для определения способности расплавов заполнять капиллярные зазоры

Образец для определения способности расплавов заполнять капиллярные зазоры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОБРАЗЕЦ ДПЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПОСОБНОСТИ РАСПЛАВОВ ЗАПОЛНЯТЬ КАПИЛЛЯРНЫЕ ЗАЗОРЫ, содержащий две соприкасающиеся пластины, расположенные под углом друг к другу, отличаю .щ и и с я тем, что, с целью повьшения точности определения, по крайней мере в одной из пластин параллельно линии соприкосновения пластин выполнены сквозные пазы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1150518 А

4(51) G 01 N 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авто сномм свидкткльств г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3656562/24-25 (22) 24.10.83 (46) 15.04.85. Бюл. Ф 14 (72) P.Е. Ковалевский, В.Н. Крысанова, А.Я. Куфайкин и Г.В. Шилло (53) 543.542(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 128053, кл. G 01 М 13/00, 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

9 517827, кл. G 01 N 13/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 457013, кл. G 01 И 13/00, 1969 (прототип). (54)(57) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПОСОБНОСТИ РАСПЛАВОВ ЗАПОЛНЯТЬ КАПИЛЛЯР(НЫЕ ЗАЗОРЫ, содериащий две соприкасающиеся пластины, расположенные под углом друг к другу, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повьппения точности определения, по крайней мере в одной из пластин параллельно линии соприкосновения пластин выполнены сквозные пазы.

1I 11 О

Изобретение относится к технической физике, в частности к исследованию капиллярных свойств жидкостей, и может быть рекомендовано для отраслей народного хозяйства, исполь- 5 эующих капиллярные явления в расплавах порошковой металлургии, литье, пайке и др.

Известен образец для изучения процесса растекания расплавов, содержа- 10 щий пластину из кварца, на которую нанесен слой исследуемого вещества Е13.

Пластина является активным элементом кварцевого резонатора. На ис- 15 следуемое вещество в зоне нечувствительности резонатора наносят расплав. Параметры растекания определяют по изменению частоты резонатора во времени. 20

Недостаток этого устройства— невозможность измерения распространения расплавов в капиллярах.

Известен составной образец для исследования процесса заполнения 25 капиллярных зазоров припоем, содержащий две соприкасающиеся пластины, в одной из которых выполнены каналы с различной глубиной, которые выполняют роль капиллярных зазоров j2j.

Собранный образец устанавливается в ванночку с исследуемым расплавом, который поднимается в капиллярные зазоры, а высота подъема, зависящая от величины капиллярного зазора, контролируется с помощью рентгеновских методов.

Недостатками известных многоканальных образцов являются высокая трудоемкость их изготовления и пос- 40

)педующей обработки, а также повышенный расход материалов и необходимость специальной рентгеновской аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является образец для исследования способности расплавов заполнять капиллярные зазоры, содержащий две соприкасающиеся пластины Расположенные под углом друг к другу $37.

Пластины образуют клиновидную щель с переменным зазором. Нижние торцы собранного образца погружают в ванну с расплавом, который поднимается в капиллярном зазоре на различ.ную высоту, зависящую от его величины и контролируемую после охлаждения образца и удаления одной из пластин от закристаллизовавшегося в зазоре металла., Однако известный образец характеризуется тем, что недискретное изменение величины зазора в нем не позволяет четко выделить ее оптимальное значение вследствие нескомпенсиваронности влияния более узких и более широких параметров прилегающих участков зазора на высоту подьема расплава.

Цель изобретения — повышение точности определения способности расплавов заполнять капиллярные эазоры.

Поставленная цель достигается тем, что в образце для определения способности расплавов заполнять капил— лярные зазоры, содержащем две соприкасающиеся пластины, расположенные под углом друг к другу, по крайней мере в одной иэ пластин параллельно линии соприкосновения плас— тин выполнены сквозные пазы.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого образца для определения оптимальных зазоров при капиллярном течении в них расплава; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 образец дпя использования с целью сопоставления между собой расплавов по их способности заполнять капиллярные.зазоры, общий вид; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3.

Предлагаемый образец предназначен для использования в двух вариантах. Первый вариант (фиг. 1 и 2) используется для определения оптимальных зазоров при капиллярном течении в них расплава. Образец состоит .из удлиненной пластины— основания 1 и более короткой пластины 2 со сквозными пазами 3. Пластины 1 и 2 с помощью прокладки 4 образуют переменный капиллярный зазор 5 клиновидной формы, разбитый пазами 3 на независимые друг от друга участки.

Вещество, используемое в качестве заполнителя зазора, размещено со стороны торца 6 пластины 2. Собранный образец нагревают по заданному режиму. Образующийся при нагреве расплав заполнителя заполняет те участки зазора, в которых выше капиллярное давление и лучшие условия дпя смачивания поверхностей образца и течения расплава. Характер з 11505 заполнения зазора расплавом оценивается визуально после охлаждения

I образца по различию выходных галтелей в пазах 3 пластин 2, а также со стороны ее торца 7, противоположного торцу 6, где был размещен заполнитель зазора до расплавления. При наличии галтелей в пазах и на противоположном торце образца капиллярные зазоры в соответствующих участ- 10 ках можно считать оптимальными для данных условий нагрева и данных сочетаний материалов.

Второй вариант (фиг. 3 и 4) используется для сопоставления между собой расплавов по их способности заполнять капиллярные зазоры. Образец состоит из двух одинаковых пластин 2, содержащих сквозные пазы 3.

С помощью прокладки 4 пластины обра, зуют капиллярный зазор 5 клиновидной формы, разделенный пазами 3 на независимые участки. Собранный образец устанавливают в ванночку, содержа— щую вещество — заполнитель, и нагревают по заданному режиму. При нагреве расплав заполнителя поступает в зазор под действием капиллярной силы. Высоту подъема расплава в за зорах оценивают после охлаждения 30 образца по результатам обследования характера заполнения зазоров, выходящих в пазы.

Для исключения влияния пазов на характер распространения расплава 35 в исследуемых капиллярных зазорах ширина паза должна быть в 10-30 раз больше максимальной ширины зазора.

Экспериментально установлено, что при меньшей величине этого отношения 40 погрешность измерения может превысить

57, а при большей величине этого отношения неоправданно возрастают размеры образца и расход материалов.

Кроме того, при соотношении менее 45

10 для некоторых расплавов наблюдаются случаи заполнения самих разделительных пазов за счет капиллярных сил, что искажает данные эксперимента. 50

В лабораторных условиях была изготовлена и испытана большая партия предлагаемых образцов, которые были использованы для определения оптимальных зазоров при заполнении их метал- 55 лическим расплавом и для сопоставления между собой ряда расплавов по их способности заполнять капилляр18 4 ные зазоры. В первом случае изготавливали пластины шириной 20 мм и толщиной 2 мм из стали марки 12Х18 Н10Т.

Длина пластины без пазов составляла 40 мм и длина пластины с пазами 20 мм. Пазы в короткой пластине выполнялись шириной 2,5 мм и глубиной 15 мм. Перед сборкой образцы покрывали слоем электролитического никеля толщиной 9-12 мкм. Между короткой и длинной пластинами устанавливалась с одного края калиброванная прокладка О, 1 2 мм, фиксирующая между поверхностями пластин зазор клиновидной формы.

Благодаря наличию лазов в короткой пластине клиновидный зазор бып разбит на три диапазона наиболее ходовых капиллярных зазоров размером 0-0,03; 0,045-0,075 и 0,090,12 мм, которые были независимы друг от друга, что является преиму-, ществом предлагаемого образца. Об1 разцы собирали в специальном приспособлении, и на них испытывались большая партия экспериментальных расплавов на основе системы медь— германий. При этом удавалось достаточно быстро определить для каждого диапазона зазоров оптимальную тем. пературу нагрева в вакууме °

Для сопоставления между собой ряда сплавов на медной основе по способности удерживаться в вертикальных зазорах были изготовлены образцы, состоящие из двух одинаковых пластин с пазами. В отличие от указанных образцов их .высота была равна 90 мм, ширина ?5 мм, ширина паров 5 мм, высота 80 мм, толщина боковой прокладки 0,40 мм. Таким образом, образующийся между по» верхностями пластин зазор клиновидной формы имел максимальный зазор

0,40 мм, а сквозные пазы разбивали зазор на пять независимых диапазо" нов, изменяющихся в пределах

Π— 0,04; 0,05 — 0,09; 0,1 — 0,14;

О, 15 — О, 25: О, 30 — О, 40 мм. Собранный образец устанавливался в ванночку с расплавом — заполнителем и нагревался по заданному Режиму. 0 характере заполнения зазоров расппавом судили, измеряя высоту подъема расплава в зазорах. Использование предлагаемых образцов повысило точность результатов из-эа разделе1150518 ния зазора на независимые друг от друга диапазоны.

Составитель А. Кощеев

Редактор С. Лисина Техред И.Асталош Корректор О. Билак

Заказ 2133/32 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый образец позволяет с повышенной точностью ,при вертикальном и горизонтальном .положениях зазоров без специальной ! аппаратуры определить оптимальную температуру нагрева и величину зазоров, которые обеспечивают удержание в них расплава. На этом же достаточно универсальном образце имеет— ся возможность проводить без боль5 шой предварительной механической обработки металлографическ>.й и рентгеноспектральный анализы, что обычно.. производится на специальных образцах.