Способ исследования растворения металлических образцов в расплавах

(19) а 1) 3 ЩВ 2201 ТВУ е.Е УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ.(71) Куйбьааевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический инсф титут им. В.В.Куйбъааева:(56) 1. АвтоРское свидетельство СССРВ 673894, кл. 0 01 Н 17/00, 1979.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2949444/22-02,кл. В 22 Р 17/00 1980. Ъ,ФБ.ТЕНИЯ Б.Ф(54)(57) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ В РАСПЛАВАХ, включакщий вращение погруженного в расплав образца и измерениемомента сил трения, действующих наобразец со стороны жидкого сплавао т л и ч а ю щ и. й с я тем, что, сцелью приближения условий испытанияк реальным условиям, характерным дляформообразующих элементов пресс-форм,производят циклическую частичную илиполную кристаллизацию объейа расплава, контактирукщего с образцом.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.5Для изучения процессов взаимодействия металлов с расплавами используют способы исследования, основанные на воспроизведении различных параметров контактирования образца с 10 жидкой средой 11 .Однако эти способы не позволяют создать условия растворения образца в расплаве, близкие к условиям литья под давлением, 15Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому результату являетсяспособ исследования растворения образцов металлов в расплаве, эаключаецийся в погруже 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, действующих 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 вы 30 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 непос" редственном контактировании с поверхностью Формообразующих элементов пресс-Формы.40Другой недостаток известного способа состоит в том, что он не позво-, ляет исследовать закономерности взаимодействия пар в случае, когда, окружающая образец твердая среда првтер певает расплавление, что не исключа 45 ется в реальных. условиях формообразования литьем под давлением, когда вследствие трения вакристаллизовавшийся первоначально слой расплавля". ется.50Цель .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, 65обаще- бъаэам. онт а. в обика,объенго ом он" стй риспла" 2 на ранаб" агаасоВремя полной кристаллизации0,5 мин, время расплавления эа счетеплообмена с ванной и выравниванитемпературы составляло 2,5 мин. Общее время цикла испытаний 3,0 мин,Способ осуществляют следующразом.Исследуемый образец помещают врасплав и приводят образец во вние. Циклическую кристаллизацию оема сплава, контактирующего с о рцом, осуществляют по двум нариантВ первом варианте местное охлажд "ние сплава производят так, что фкристаллизации сплава направленцилиндрической поверхности образЭто достиается путем размещениярасплаве симметрично относительнраэца кольцевого полого холодильохлаждаемого воздушной струей.Во втором варианте охлаждениеема сплава производят непосредстно на поверхности образца путемохлаждения внутри струей воздухаИзмерение момента сил произво ятв период нахождения сплава в жидсостоянии при температуре, отвеч ющей технологической температурекретного процесса .литья или выбр иным условиям эксперимента.На фиг, 1 представлена схемаройства, реализующего предлагаеспособ, для случая, когда фронтталлизации направлен со стороныва к поверхности образца; на фиг.то же, для случая, когда охлажде иесплава производят непосредственнповерхности образца,Устройство содержит образец 1,размещенный в расплаве 2. Осевовщение образцу сообщает привод 3,женный Фрикционом 4. Привод распоется на упругой подвеске 5, угол акручивания которой пропорционал нмоменту сил трвния, действующих иобразец. Кольцевой холодильник бположен в расплане симметрично отсительно оси вращения образца. Уг лповорота ограничивается ограничит "лем 7, При охлаждении сплава непо -редственно на поверхности образцаприменяют полый образец 8, которыохлаждается струей воздуха, подан емого по трубке 9П р и м е р. Цилиндрический об азец из стали 4 ХЗВМФ ф 15 мм и длин й45 мм погружался в расплав ПАМЧ опри 600 С. Образец вращался со скростью 8 об/мин., С помощью кольцено"го холодильника, размещенного в раплаве симметрично относительно осивращения образца, производилась, врамках каждого цикла испытаний, поная кристаллизация объема расплаваРнаходившегося между понврхностью о "разца и внутренней полостью холодиника.4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная После выравнивания температуры производили измерение момента сил трения, действукщих на образец со стороны сплава, при помощи оптического прибораДля сравнения на аналогичном образце при одинаковой температуре рас-плава производили исследования без охлаждения расплава с непрерывным иэ мерением момента сил трения.Данные опыта показали наличие связи межщу растворимостью образца при 1 О иэотермических условиях взаимодействия исследуемых пар согласно следую" Использование предлагаемого способа эа счет приближения условий испытания к реальным, характерным для элементов формообразукзцих пресс-Форм, открывает новые воэможности для изучения процессов контактного взаимодействия в системе инструмент " рас-. плав .и позволяет более обоснованно подходить к вопросу выбора матерна" лов 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.