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专利名称：铸铁热分析样杯的制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种铸铁热分析样杯的制作工艺，特别是一种铸铁热分析样杯的制作工艺。属于铸造熔炼热分析技术类领域。
国外铸铁热分析样杯有两类，一类是方形，一类是圆形。典型的方样杯Quick杯，其内腔尺寸为35×35×40(mm)。型腔纵剖面为梯形。偶丝直径为Φ0.6mm，以对焊的形式使焊点紧贴于石英管内壁中点，石英管横架在样杯中间位置上。用于检测化学成分的样杯，底部堆有粘接Te粒的混合物。典型的圆样杯Tectip杯，内径为Φ30～40mm，高为50mm，壁厚为5mm，由轴线中心插入Φ4mm的双孔陶瓷管，瓷管上端伸出一对拧绞在一起的偶丝，偶丝直径为Φ0.6mm。样杯内腔表面及瓷管和偶丝裸露部分，涂一层较薄的ZrO2耐火涂料保护层。这种样杯主要用于检测与机械性能有关的质量参数，另一种样杯在耐火材料保护层外面再涂上一层粉红色Te涂料，这种样杯主要用于检测铁水的化学成分。到目前为止，除了国外热分析样杯的商业性广告之外，经检索查新未见对其制造技术和工艺方面的文献报导。国外样杯试样凝固的温度场特征不明确，用于热分析检测的成功率约为70％，国内由于缺乏对样杯必要的基础研究，到目前为止，国内对铸铁热分析样杯的结构以及诸多技术参数没有定论，也没有定型产品。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种铸铁热分析样杯的制作工艺。
本发明的技术方案和实施情况如下样杯可制作为圆柱形状，杯体的平均壁厚为5mm。样杯杯体用腹膜树脂砂经专用模具制造，工艺如下合模，经0.2Mpa的压力下进行射砂，然后在0.5Mpa压力下，在260～280℃温度下保压、加温1分钟，最后开模取杯，要求杯体热物理性能达导热率1.7～1.9×10-3(cal/cm·s·℃)，比热2.0～2.2×10-1(cal/g·℃)杯体材料密度1.5～1.6(g/cm3)。
杯体底部的热电偶可用双孔陶瓷管保护，并沿体轴线插入试样中，瓷管上端伸出的一对偶丝焊接在一起，绞拧长度10mm，偶丝的热接点在距试样底面25mm处试样内，瓷管下端的热电偶依形状镶嵌在样杯底部相应的定位槽中。陶瓷管长度为45mm，样杯采用Φ0.5mm国产NiCr-NiSi热电偶作为温度传感元件。
本发明具有实质性特点和显著进步首先试样凝固的温度场特征在有效凝固时间S内，试样内径向温度分布平坦，中心与内边缘的温差值小于8.12℃，平均温度梯度为2.02℃/mm。用这种样杯采集的冷却曲线，可以自然地映像试样的相变过程，特别是微量相。此外，杯体/界面的换热特征，由杯体材料的热物性参数和试样的特征长度(L＝5.625)，所决定的试样/杯体界面的换热特征满足牛顿冷却换热条件，即毕奥数Bi≤0.1。在有效凝固时间S内，L平台清晰可见。再则，用其获取规范化冷却曲线的成功率在95％以上。
权利要求
1.一种铸铁热分析样杯的制作工艺，其特征在于样杯杯体用腹膜树脂砂经专用模具制造，工艺如下合模，经0.2Mpa的压力下进行射砂，然后在0.5Mpa压力下，在260～280℃温度下保压、加温1分钟，最后开模取杯，要求杯体热物理性能达导热率1.7～1.9×10-3(cal/cm·s·℃)，比热2.0～2.2×10-1(cal/g·℃)杯体材料密度1.5～1.6(g/cm3)。
2.根据权利要求1所述的这种铸铁热分析样杯的制作工艺，其特征还在于杯体底部的热电偶可用双孔陶瓷管保护，并沿体轴线插入试样中，瓷管上端伸出的一对偶丝焊接在一起，绞拧长度10mm，偶丝的热接点在距试样底面25mm处试样内，瓷管下端的热电偶依形状镶嵌在样杯底部相应的定位槽中。
全文摘要
本发明样杯杯体用腹膜树脂砂经专用模具制造,工艺如下:合模,经0.2MPa的压力下进行射砂,然后在0.5MPa压力下,在260～280℃温度下保压、加温1分钟,最后开模取杯,要求杯体热物理性能达;导热率:1.7～1.9×10
文档编号G01N25/02GK1267826SQ0011507
公开日2000年9月27日 申请日期2000年3月24日 优先权日2000年3月24日
发明者孙业赞 申请人:上海交通大学