CN110763370A - 一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法 - Google Patents
一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110763370A CN110763370A CN201810832390.7A CN201810832390A CN110763370A CN 110763370 A CN110763370 A CN 110763370A CN 201810832390 A CN201810832390 A CN 201810832390A CN 110763370 A CN110763370 A CN 110763370A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- temperature
- melt
- couple
- crucible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 22
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 22
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 claims 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 3
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N rhenium tungsten Chemical compound [W].[Re] DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
- G01K15/005—Calibration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本发明涉及精密铸造和材料制备领域，具体为一种用于金属熔体测温的W‑Re电偶的校准方法。首先制备出高稳定性的陶瓷坩埚，然后将坩埚固定在小真空感应炉的工作台上，装入金属单质料锭。最后送电加热炉料，在金属开始熔化时，将W‑Re电偶插入熔体内，静置一定时间后读数。金属化清后，降低功率至10kw以下某一个值保持不变，金属开始凝固时，将W‑Re电偶插入熔体内，静置一定时间后读数。本发明解决金属熔体温度不能准确测量、高温用热电偶无法校准等问题，可以直接应用于生产实际，具有很大的实用性和可控性，有利于提高零件的质量和性能。
Description
技术领域：
本发明涉及精密铸造和材料制备领域，具体为一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法。
背景技术：
热电偶是根据热电效应测量温度的传感器，是温度测量仪表中常用的测温元件。它是两个不同的金属元件焊接在一起，电流通过时会有压差，用压差来显示温度。常用的电偶材料有镍铬、铂铑和钨铼等，镍铬、铂铑等材料的电偶测量温度已经较高，可达1400℃，它们测量的环境是炉膛内的空气中或真空中，也能够通过标准偶进行校验，已经形成统一的校准规程和标准。
但是用于测量高温合金液体、钢液和超高熔体温度的W-Re热电偶，目前没有形成统一的校准规程和标准。主要的原因是：(1)电偶需要插入高温熔体内，计量部门无法配备相应的熔炼设备和合格的设备操作人员及维护人员；(2)金属液的温度受到不同厂家设备的情况以及材料的高温熔化环境的影响较大，例如：真空炉漏气率、坩埚材料的稳定性等因素，造成测量误差比较大，无法统一；(3)测量温度太高，不容易选择标准物；(4)校准工作操作复杂，浪费成本和时间。所以，W-Re热电偶实际上没有进行过比较准确的校验。
随着工业发展和进步，对一些零件的质量和性能提出更高的要求，温度是零件铸造过程中的关键参数，需要进行准确控制。对热电偶进行校准，来保证其可靠性和准确度，是精准控制温度的主要方式之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，该方法适用于所有具有熔化特征的材料测温电偶的校准，特别适用于金属熔体的测温电偶的校正。
本发明的技术方案是：
一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，包括如下步骤：
(1)使用1kg容量的小型真空感应炉，炉膛为圆筒形，高100～600mm，外径80～300mm，内径60～240mm；
(2)制备坩埚蜡型：在室温下，使用低温石蜡加工成坩埚蜡模；
(3)在室温18～24℃和湿度40～60％的条件下，对坩埚蜡模涂挂陶瓷；
(4)陶瓷坩埚脱蜡后，在900～1200℃之间焙烧2小时以上；
(5)将陶瓷坩埚安放到真空感应炉的炉膛内；
(6)坩埚内放入0.5～1.0kg的金属；
(7)送电加热；
(8)金属开始熔化时，使用W-Re偶测温。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，坩埚蜡模的尺寸：高50～200mm，外径60～150mm，内径50～100mm，底部厚度10～30mm。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，涂挂陶瓷层的厚度≥10mm，使用5号流量杯，涂挂陶瓷层的粘度在12～28s。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，陶瓷坩埚的抗压强度≥40MPa。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，金属为熔点大于200℃的所有金属单质或合金。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，送电功率：在第1分钟内，功率范围5～20kw；第2分钟开始直到开始熔化，功率范围20kw以上。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，金属开始熔化时，W-Re电偶进入熔体，进入熔体的深度≥10mm。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，W-Re电偶进入熔体，静置5～10s后读数，该数值为金属开始熔化的温度，即熔点。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，金属化清后，降低功率至10kw以下某一个值保持不变；金属开始凝固时，插入W-Re电偶，静置5～10s后读数，该数值为金属开始凝固时的温度，即凝固点；理论上凝固点与熔点相等，然后对照金属的熔点，如果误差在±10℃以内，认为该热电偶符合要求。
所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，该方法适用于所有具有熔化特征的材料测温电偶的校准，特别适用于金属熔体的测温电偶的校正。
本发明的设计思想是：
本发明是基于实际生产工作中出现的问题，并参照镍铬、铂铑等热电偶的校定标准来进行设计的。传统方法是通过电动势差进行补偿和对照的，容易确定标准偶。W-Re热电偶是浸入金属熔体内部，不能通过电动势差进行补偿和对照，也确定不出来参照物。但是，可以选择金属本身做标的物，以不同金属的熔点与之对比，就能实现W-Re热电偶的校准。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，解决金属熔体温度不能准确测量、高温用热电偶无法校准等问题。
2.本发明可以直接应用于生产实际，具有很大的实用性和可控性，有利于提高零件的质量和性能。
附图说明：
图1为固定在工作台上的陶瓷坩埚图。
图2为金属单质锭形貌图。
图3为金属开始凝固时形貌图。
图4为热电偶测温时形貌图。
具体实施方式：
在具体实施过程中，本发明用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，首先制备出高稳定性的陶瓷坩埚，然后将坩埚固定在小真空感应炉的工作台上，装入金属单质料锭。最后送电加热炉料，在金属开始熔化时，将W-Re电偶插入熔体内，静置5～10s后读数。金属化清后，降低功率至10kw以下某一个值保持不变，金属开始凝固时，将W-Re电偶插入熔体内，静置5～10s后读数。
下面，通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
实施例1
本实施例中，按照本发明技术方案中所描述的方法进行W-Re热电偶的校准。对1kg容量的小型真空感应炉进行炉前检查，炉膛为圆筒形，高100mm，外径120mm，内径100mm。在室温下，使用低温石蜡加工成坩埚蜡模，尺寸：高50mm，外径60mm，内径50mm，底部厚度10mm。在室温18～20℃和湿度40～50％条件下对坩埚蜡模涂挂陶瓷，涂挂厚度20mm，涂挂层的粘度28s。涂挂陶瓷后脱出蜡料，在900℃焙烧2小时。将陶瓷坩埚安放到真空感应炉的炉膛内(图1)，在坩埚内放入0.5kg的金属Ni单质料锭(图2)。最后送电加热，在第1分钟内，功率为5kw；第2分钟开始直到开始熔化，功率为20kw。金属开始熔化时，插入W-Re电偶，深度10mm，静置5s后读数，为1457℃。化清后，降低功率至6kw保持不变，金属开始凝固时(图3)，插入W-Re电偶(图4)，插入深度10mm，静置5s后读数，为1463℃。Ni单质熔点为1453℃，误差分别为4℃和10℃，该热电偶能够满足工程使用要求。
实施例2
本实施例中，按照本发明技术方案中所描述的方法进行W-Re热电偶的校准。对1kg容量的小型真空感应炉进行炉前检查，炉膛为圆筒形，高200mm，外径200mm，内径150mm。在室温下，使用低温石蜡加工成坩埚蜡模，尺寸：高100mm，外径120mm，内径90mm，底部厚度25mm。在室温22℃和湿度56％条件下对坩埚蜡模涂挂陶瓷，涂挂厚度18mm，涂挂层粘度36s。涂挂陶瓷后脱出蜡料，在1200℃焙烧3.5小时。将陶瓷坩埚安放到真空感应炉的炉膛内(图1)，在坩埚内放入0.9kg的金属Co单质料锭(图2)。最后送电加热，在第1分钟内，功率为15kw；第2分钟开始直到开始熔化，功率为35kw。金属开始熔化时，插入W-Re电偶，深度13mm，静置9s后读数，为1487℃。化清后，降低功率至8kw保持不变，金属开始凝固时(图3)，插入W-Re电偶(图4)，插入深度15mm，静置6s后读数，为1483℃。Co单质熔点为1485℃，误差分别为2℃和-2℃，该热电偶能够满足工程使用要求。
实施例3
本实施例中，按照本发明技术方案中所描述的方法进行W-Re热电偶的校准。对1kg容量的小型真空感应炉进行炉前检查，炉膛为圆筒形，高120mm，外径240mm，内径180mm。在室温下，使用低温石蜡加工成坩埚蜡模，尺寸：高70mm，外径150mm，内径100mm，底部厚度30mm。在室温24℃和湿度49％的条件下对坩埚蜡模涂挂陶瓷，涂挂厚度17mm，涂挂层的粘度31s。涂挂陶瓷后脱出蜡料，在1080℃焙烧4小时。将陶瓷坩埚安放到真空感应炉的炉膛内(图1)，在坩埚内放入0.6kg的金属Fe单质料锭(图2)。最后送电加热，在第1分钟内，功率为20kw；第2分钟开始直到开始熔化，功率为50kw。金属开始熔化时，插入W-Re电偶，深度15mm，静置10s后读数，为1547℃。化清后，降低功率至10kw保持不变，金属开始凝固时(图3)，插入W-Re电偶(图4)，插入深度20mm，静置10s后读数，为1543℃。Fe单质熔点为1538℃，误差分别为9℃和5℃，该热电偶能够满足工程使用要求。
实施例结果表明，本发明解决金属熔体温度不能准确测量、高温用热电偶无法校准等问题，可以直接应用于生产实际，具有很大的实用性和可控性，有利于提高零件的质量和性能。
Claims (10)
1.一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使用1kg容量的小型真空感应炉，炉膛为圆筒形，高100～600mm，外径80～300mm，内径60～240mm；
(2)制备坩埚蜡型：在室温下，使用低温石蜡加工成坩埚蜡模；
(3)在室温18～24℃和湿度40～60％的条件下，对坩埚蜡模涂挂陶瓷；
(4)陶瓷坩埚脱蜡后，在900～1200℃之间焙烧2小时以上；
(5)将陶瓷坩埚安放到真空感应炉的炉膛内；
(6)坩埚内放入0.5～1.0kg的金属；
(7)送电加热；
(8)金属开始熔化时，使用W-Re偶测温。
2.按照权利要求1所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，坩埚蜡模的尺寸：高50～200mm，外径60～150mm，内径50～100mm，底部厚度10～30mm。
3.按照权利要求1所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，涂挂陶瓷层的厚度≥10mm，使用5号流量杯，涂挂陶瓷层的粘度在12～28s。
4.按照权利要求1所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，陶瓷坩埚的抗压强度≥40MPa。
5.按照权利要求1所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，金属为熔点大于200℃的所有金属单质或合金。
6.按照权利要求1所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，送电功率：在第1分钟内，功率范围5～20kw；第2分钟开始直到开始熔化，功率范围20kw以上。
7.按照权利要求1所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，金属开始熔化时，W-Re电偶进入熔体，进入熔体的深度≥10mm。
8.按照权利要求7所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，W-Re电偶进入熔体，静置5～10s后读数，该数值为金属开始熔化的温度，即熔点。
9.按照权利要求8所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，金属化清后，降低功率至10kw以下某一个值保持不变；金属开始凝固时，插入W-Re电偶，静置5～10s后读数，该数值为金属开始凝固时的温度，即凝固点；理论上凝固点与熔点相等，然后对照金属的熔点，如果误差在±10℃以内，认为该热电偶符合要求。
10.一种权利要求1至9之一所述的用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法，其特征在于，该方法适用于所有具有熔化特征的材料测温电偶的校准，特别适用于金属熔体的测温电偶的校正。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810832390.7A CN110763370A (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810832390.7A CN110763370A (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110763370A true CN110763370A (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=69327509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810832390.7A Pending CN110763370A (zh) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110763370A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111912542A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-10 | 核工业西南物理研究院 | 一种基于含锑合金的温度测量方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1390963A (zh) * | 2002-07-25 | 2003-01-15 | 上海交通大学 | 镁合金熔炼炉 |
| CN1820190A (zh) * | 2003-07-09 | 2006-08-16 | 贺利氏电子耐特国际股份公司 | 用光纤对熔化物的温度进行校准和测量的方法与装置 |
| CN2901209Y (zh) * | 2006-06-08 | 2007-05-16 | 刘仁超 | 一种带有热电偶插孔的坩埚 |
| DE69936758T2 (de) * | 1998-12-11 | 2008-06-05 | The Agency Of Industrial Science And Technology | Fixpunkttiegel und Gerät zum Erzeugen einer Fixpunkt-Temperatur, und Temperaturkalibrierungsmethode mit diesem Tiegel |
| CN201852440U (zh) * | 2010-11-18 | 2011-06-01 | 沈阳维用精密机械有限公司 | 铝合金熔化炉 |
-
2018
- 2018-07-26 CN CN201810832390.7A patent/CN110763370A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69936758T2 (de) * | 1998-12-11 | 2008-06-05 | The Agency Of Industrial Science And Technology | Fixpunkttiegel und Gerät zum Erzeugen einer Fixpunkt-Temperatur, und Temperaturkalibrierungsmethode mit diesem Tiegel |
| CN1390963A (zh) * | 2002-07-25 | 2003-01-15 | 上海交通大学 | 镁合金熔炼炉 |
| CN1820190A (zh) * | 2003-07-09 | 2006-08-16 | 贺利氏电子耐特国际股份公司 | 用光纤对熔化物的温度进行校准和测量的方法与装置 |
| CN2901209Y (zh) * | 2006-06-08 | 2007-05-16 | 刘仁超 | 一种带有热电偶插孔的坩埚 |
| CN201852440U (zh) * | 2010-11-18 | 2011-06-01 | 沈阳维用精密机械有限公司 | 铝合金熔化炉 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李明等: "《大学物理实验教程》", 31 December 2004, 浙江大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111912542A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-10 | 核工业西南物理研究院 | 一种基于含锑合金的温度测量方法 |
| CN111912542B (zh) * | 2020-07-02 | 2022-04-19 | 核工业西南物理研究院 | 一种基于含锑合金的温度测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sykes | Methods for investigating thermal changes occuring during transformations in a solid solution | |
| CN104308134B (zh) | 高周波真空感应熔融装置及用其熔融非晶合金的方法 | |
| CN104236977B (zh) | 一种连铸结晶器保护渣固态渣膜结晶比的判定方法 | |
| CN103409707B (zh) | 一种MnaMAbMBc块体非晶合金及其制备方法 | |
| Yamada et al. | Thermocouple observations of melting and freezing plateaus for metal-carbon eutectics between the copper and palladium points | |
| Ongrai et al. | A miniature high-temperature fixed point for self-validation of type C thermocouples | |
| Plevachuk et al. | Some physical data of the near eutectic liquid lead–bismuth | |
| CN103484699B (zh) | 一种含低熔点金属元素的镁基中间合金密封熔炼铸造方法 | |
| CN110763370A (zh) | 一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法 | |
| US6471397B2 (en) | Casting using pyrometer apparatus and method | |
| Kim et al. | Features of Co/C and Ni/C eutectic transitions for use in thermocouple thermometry | |
| Felice et al. | Pyrometry of materials with changing, spectrally-dependent emissivity-Solid and liquid metals | |
| Balakrishnan et al. | Measurement of the solidus and liquidus in the U-Zr system by the spot-technique | |
| Monaghan | A four-probe dc method for measuring the electrical resistivities of molten metals | |
| US4374679A (en) | Electrical resistant article having a small temperature dependence of electric resistance over a wide temperature range and a method of producing the same | |
| CN116481667A (zh) | 一种测温材料及其制备方法和测温方法 | |
| CN106498265B (zh) | 一种球墨铸铁炉前精确调C调Si方法 | |
| Kajikawa et al. | Reassessment of liquid/solid equilibrium in Ni-rich side of Ni-Nb and Ni-Ti systems | |
| CN103759991B (zh) | 铸造高温合金标准物质中痕量元素砷的均匀性控制方法 | |
| Kaschnitz et al. | Thermal diffusivity of the aluminum alloy Al–17Si–4Cu (A390) in the solid and liquid states | |
| US4468370A (en) | Electrical resistant alloys having a small temperature dependence of electrical resistance over a wide temperature range and a method of producing the same | |
| Shang et al. | Directional solidification behavior of turbine blades in DZ125 alloy: design of blade numbers on assembly | |
| CN109518015A (zh) | 一种镍铬-镍硅补偿合金丝合成工艺 | |
| CN111044563A (zh) | 一种基于热丝法的高温无机非金属材料传热性能快速测试方法 | |
| BAROT et al. | Energy efficient and sustainable design and development of muffle furnace for melting alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200207 |