Способ исследования растворения металлических образцов в расплавах

 

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ В РАСПЛАВАХ , включающий вращение П9груженного в расплав образца и измерение .момента сил трения, действующих на образец со стороны жидкого сплава,о тли ч а ю щ ии с я тем, что, с целью приближения условий испытания к реальным условиям, характерным для формообразующих элементов пресс-форм, производят циклическую частичную или полную кристаллизацию объема расплава , контактирующего с образцом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

jI5I} В 22 D 17 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«Ф«

1 (21) 3356678/22- 02 (22) 24.11 ° 81 (46) 30.06.83. Бюл. 9 24 (72) Г.A.Kîòåëüíèêîâ, Р.Г.Мифтахов .и Ю.A.Êóðáàòîç .(71) Куйбьааевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбыаева (53) 621. 74. 043. 2 (088 ..8)

: (56) 1. АвтоРское свидетельство СССР

В 673894, кл. G 01 N 17/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2949444/22-02, кл. В 22 D 17/00 1980.

„„SU„„491 А (54 } (57) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ В PACIDIABAX включакиций вращение погруженного в расплав образца и измерение момента сил трения, действуккцих на образец со стороны жидкого сплава отличающийс ятем, что, с целью приближения условий испытания к реальным условиям, характерным для формообразующих элементов пресс-форм, производят циклическую частичную или полную кристаллизацию объема расплава, контактирукщего с образцом.

1025491

Изобретение относится к исследова. нию физических свойств материалов и может быть использовано для изучения разрушения рабочих поверхностей форм, например, при литье под давлением, жидкой штамповке.

Для изучения процессов взаимодействия металлов с расплавами используют способы исследования, основанные на воспроизведении различных параметров контактирования образца с жидкой средой (1) .

Однако эти способы не позволяют создать условия растворения образца в расплаве, близкие к условиям литья под давлением. 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому результату является способ исследования растворения образцов металлов в расплаве, эаключанхцийся в погруже- 20 нии цилиндрического образца в расплав и придании ему вращательного движения со скоростью 5-20 об/мин. При этом степень растворения образцов определяют по изменению момента сил 25 трения, действукщих на образец со стороны жидкого сплава (2).

Однако этот способ не обеспечивает условия испытания, близкие к реальным условиям работы пресс-формы. В реальных условиях процесс носит вы30 раженно циклический характер. При этом в рамках каждого цикла взаимо" действие расплава с рабочей поверхностью включает стадии полужидкого состояния расплава и последующего его полного эатвердевания при непосредственном контактировании с поверхностью формообразующих элементов пресс-формы.

Другой недостаток известного способа состоит в том, что он не позво-, ляет исследовать закономерности взаимодействия пар в случае, когда. окружающая образец твердая среда претер- 4 певает расплавление, что не исключа45 ется в реальных. условиях формообразования литьем под давлением, когда вследствие трения вакристаллизовавшийся первоначально слой расплавля-. ется.

Цель .изобретения — приближение условий испытания к реальным условиям, характерным для формообразующих элементов преос-форм.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу исследования растворения металлических образцов в расплавах, включающему вращение по" груженного в расплав образца и измерение момента сил трения, действую- . 60 щих на образец со стороны жидкого сплава, производят циклическую частичную или полную:кристализациюр и расплавление объема сплава, контактирующего с образцом. 65 обащебъаэам. онт а. в обика, объенго ом онстй риспла2 на ранабагаасоВремя полной кристаллизации

0,5 мин, время расплавления эа сче теплообмена с ванной и выравнивани температуры составляло 2,5 мин. Об щее время цикла испытаний 3,0 мин.

Способ осуществляют следующ разом.

Исследуемый образец помещают в расплав и приводят образец so в ние. Циклическую кристаллизацию о ема сплава, контактирующего с о р цом, осуществляют по двум вариант

В первом варианте местное охлаждние сплава производят так, что ф кристаллизации сплава направлен цилиндрической поверхности образ

Это дости..ается путем размещения расплаве симметрично относительн раэца кольцевого полого холодиль охлаждаемого воздушной струей.

Во втором варианте охлаждение ема сплава производят непосредст но на поверхности образца путем охлаждения внутри струей воздуха

Измерение момента сил произво ят в период нахождения сплава в жид состоянии при температуре, отвеч ющей технологической температуре кретного процесса .литья или выбр иным условиям эксперимента.

На фиг. 1 представлена схема ройства, реализующего предлагае способ, для случая, когда фронт таллизации направлен со стороны ва к поверхности образца; на фиг. то же, для случая, когда охлажде ие сплава производят непосредственн поверхности образца.

Устройство содержит образец 1, размещенный в расплаве 2. Осевое щение образцу сообщает привод 3, женный фрикционом 4. Привод распо ется на упругой подвеске 5, угол акручивания, (. которой пропорционал н моменту сил трения, действующих и образец. Кольцевой холодильник 6 положен в расплаве симметрично от сительно оси вращения образца. Уг л поворота ограничивается ограничитлем 7. При охлаждении сплава непо— редственно на поверхности образца применяют полый образец 8, которы охлаждается струей воздуха, подав емого по трубке 9 °

Пример. Цилиндрический об азец из стали 4ХЗВМФ ф15 мм и длин и

45 мм погружался в расплав ПАМЧ-1 о при 600 С. Образец вращался со ск ростью 8 об/мин., С помощью кольцево" го холодильника, размещенного в раплаве симметрично относительно оси вращения образца, производилась, в рамках каждого цикла испытаний, по ная кристаллизация объема расплава

I находившегося между поверхностью о " разца и внутренней полостью холоди ника.

1025491

1,3

2 1

2 5

2 3

lt8

34

4 2

Составитель А.Кузнецова

Редактор С.Пекарь Техред A. Бабинец Корректор В.Гирняк

Заказ 4460/8 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

После выравнивания температуры производили измерение момента сил трения, действующих на образец со стороны сплава, при помощи оптического прибора ° Для сравнения на аналогичном образце при одинаковой температуре рас- 5 плава производили исследования без охлаждения расплава с непрерывным иэ мерением момента сил трения.

Данные опыта показали наличие связи межцу растворимостью образца при иэотермических условиях взаимодействия исследуемых пар согласно следуюИспользование предлагаемого способа эа счет приближения условий испытания к реальным, характерным для элементов формообразукицих пресс-форм, открывает новые воэможности для изучения процессов контактного взаимодействия в системе инструмент - рас-. плав .и позволяет более обоснованно подходить к вопросу выбора материалов целевого назначения, а также оптимизировать другие технологические решения . Исследования предлагаемым способом позволят с большей эффективностью решать задачи по надежности инструмента и оснастки для наэ, ванных процессов формообразования.

Использование предлагаемого способа существенно снижает трудоемкость и длительность исследования по сравнению с другими способами. Кроме того, данный способ может быть использован для определения внутренних сил трения различных сплавов и изменения этих сил в процессе кристаллизации сплава.