FI66908C

FI66908C - ANORDINATION FOR GRADIENTUPPHETTNING AV EN TRAOD

Info

Publication number: FI66908C
Application number: FI790519A
Authority: FI
Inventors: Endel Teodorovich Lippmaa; Vambola Iokhannovich Roose; Tynu Kharaldovich Karu
Original assignee: Endel Teodorovich Lippmaa; Roose Vambola I; Tynu Kharaldovich Karu
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1984-12-10
Also published as: FI66908B; FI790519A

Description

Ε2Κ^Π tel mvKUULUTUS|UL«CAI$U zC / ο π OΕ2Κ ^ Π tel mvAdvertisement | UL «CAI $ U zC / ο π O

i J ^11) utlAggningsskript 66 908 ^ ^ (51) K«.ll?/lM.a.3 C 21 D 9/52 // H 01 C 17/00 SUOMI—FINLAND (») 730519 (¾¾) H«fc>wil*pllrt—Awfltolnftdtf 16.02.79 (23) AMmpMvl—GHtlglMMdag 16.02.79 (41) TnllHtHklMkal —MMtoffMtRg 1 7.08.80i J ^ 11) utlAggningsskript 66 908 ^ ^ (51) K «.ll? /lM.a.3 C 21 D 9/52 // H 01 C 17/00 FINLAND — FINLAND (») 730519 (¾¾) H « fc> wil * pllrt — Awfltolnftdtf 16.02.79 (23) AMmpMvl — GHtlglMMdag 16.02.79 (41) TnllHtHklMkal —MMtoffMtRg 1 7.08.80

Patentti-ja rekisterihallitut ...________ ,_....._ ,, „0 ol _ . . J. _ ___t (44) NUidWtalputwi |« tamgwtnlwiw p**».— 31.08.8^Patent and Registration Office ...________, _....._ ,, „0 ol _. . J. _ ___t (44) NUidWtalputwi | «tamgwtnlwiw p **» .— 31.08.8 ^

Patent* oeh reghterstyralten AiwMcan atefd odt «icUkriften psMIearatf (32)(33)(31) *ΤΤ*«*Τ aaaorttana BagiH prtorkat (71)(72) Endel Teodorovich Lippmaa, ulitsa Sybra 14, Kv. 2, Tallin,Patent * oeh reghterstyralten AiwMcan atefd odt «icUkriften psMIearatf (32) (33) (31) * ΤΤ *« * Τ aaaorttana BagiH prtorkat (71) (72) Endel Teodorovich Lippmaa, ulitsa Sybra 14, Kv. 2, Tallinn,

Vambola lokhannovich Roose, ulitsa Ryannaku 3, kv. 4, Tallin,Vambola lokhannovich Roose, ulitsa Ryannaku 3, kv. 4, Tallinn,

Tynu Kharaldovich Karu, Okhtu tee, 9, Keila, USSR(SU) (74) Oy Kolster Ab (54) Langan gradienttikuumennuslaite - Anordning for gradientupphettning av en trad Tämä keksintö liittyy yleisesti lankavastusten valmistukseen ja erityisesti langan gradienttikuumennukseen.Tynu Kharaldovich Karu, Okhtu tee, 9, Keila, USSR (SU) (74) Oy Kolster Ab (54) Wire gradient heating device - Anordning for gradientupphettning av en Trad This invention relates generally to the manufacture of wire resistors and more particularly to wire gradient heating.

Keksintöä voidaan soveltaa aina kun on tarpeen määritellä nopeasti lämpökäsittelyn tarkat parametrit useille langoille, tarkoituksella tehdä lanka, jolla on ennaltamäärätyt ominaisuudet.The invention can be applied whenever it is necessary to quickly determine the exact parameters of the heat treatment for several yarns, with the intention of making a yarn with predetermined properties.

Tätä keksintöä voidaan käyttää erittäin edullisesti määriteltäessä nopeasti lankavastusten valmistukseen tarkoitetun vastuslangan lämpökäsittelyolosuhteiden parametrit, kun langan vastuslämpötila-kertoimelle halutaan saada ennaltämäärätty arvo.The present invention can be used very advantageously in rapidly determining the parameters of the heat treatment conditions of a resistance wire for producing wire resistors when it is desired to obtain a predetermined value for the wire resistance temperature coefficient.

Kuten tiedetään, kuvaa vastuslangan vastuslämpötilakerroin langan vastuksen muutosta lämpötilan vaihtelun funktiona, toisin sanoen se heijastaa jonkin määrätyn vastuslangan vaStvksen arvon sta-biilisuuden ajan mukana. Vastuslangan vastusarvon stabiilisuutta säätää langan materiaalissa tapahtuva fysikaalis-kemiallinen prosessi. Eräs kaikkein tärkeimmistä tällaisiin prosesseihin vaikuttavista tekijöistä on millaisen lämpökäsittelyn alaiseksi vastuslanka joutuu.As is known, the resistance temperature coefficient of a resistance wire describes the change in the resistance of a wire as a function of temperature variation, that is, it reflects the value of the resistance of a given resistance wire with the stability over time. The stability of the resistance value of a resistance wire is regulated by a physicochemical process in the wire material. One of the most important factors influencing such processes is the type of heat treatment the resistance wire is subjected to.

2 669082 66908

Jos langan lämpökäsittelyolosuhteet on oikein valittu, on tämä omiaan vakiinnuttamaan siinä tapahtuvia fysikaaliskemiallisia prosesseja. Näin tulee vastuslangan vastuskertoimesta pieni. Optimaaliset lämpökäsittelyolosuhteet saadaan selville johtamalla vastus -lämpötilakertoimen ominaiskäyrä lämpökäsittelyolosuhteiden vaihtelun funktiona. Käytännössä johdetaan tämä ominaiskäyrä lämpökäsittelemäl-lä erilaisissa olosuhteissa lankanäytteitä, jotka on tehty saman sulatuksen seoksesta. Saadun ominaiskäyrän tarkkuus riippuu paljolti suoritettujen kokeidenJukumäärästä, samoinkuin lämpökäsittelyn lämmönsäädön tarkkuudesta. Kuten kokemus osoittaa, on vastuslangalla joka on tehty samasta seoksesta, mutta eri sulatuksesta, erilainen vastuslämpötilakertoimen ominaiskäyrä lämpökäsittelyolosuhteiden vaihtelun suhteen, toisin sanoen, tämän ominaiskäyrän johtamiseksi on mainitut kokeet suoritettava uudelleen.If the heat treatment conditions of the wire are chosen correctly, this is likely to stabilize the physicochemical processes taking place in it. Thus, the resistance coefficient of the resistance wire becomes small. The optimal heat treatment conditions are obtained by deriving the characteristic curve of the resistance temperature coefficient as a function of the variation of the heat treatment conditions. In practice, this characteristic is derived by heat-treating, under different conditions, wire samples made from a mixture of the same melt. The accuracy of the obtained characteristic curve depends largely on the number of experiments performed, as well as on the accuracy of the heat control of the heat treatment. As experience shows, a resistance wire made of the same mixture but different melting has a different resistance temperature coefficient characteristic with respect to the variation of heat treatment conditions, i.e., in order to derive this characteristic, said experiments must be repeated.

Nykyään käytetään, jonkin tietyn vastuslangan vastuslämpötila-kertoimen ominaiskäyrän saamiseksi langan lämpökäsittelyolosuhteiden funktiona tunnettuja laboratoriouuneja, jotka ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin teollisuusuunit, joita käytetään metallien lämpökäsittelyyn. Vastuslankanäytteet lämpökäsitellään näissä uuneissa eri lämpötiloissa alueella, jossa oletetaan saavutettavan parhaat lämpökäsittelyolosuhteet.Today, laboratory furnaces known as a function of the heat treatment conditions of the wire, which are similar in structure to industrial furnaces used for the heat treatment of metals, are used to obtain a characteristic curve of the resistance temperature coefficient of a particular resistance wire. Resistance wire samples are heat treated in these furnaces at different temperatures in the range where the best heat treatment conditions are assumed to be achieved.

Vastuslämpötilakertoimen riippuvuus lämpökäsittelyolosuhteis-ta johdetaan koestustuloksista ja optimiolosuhteet valitaan riippuvuuden mukaan.The dependence of the resistance temperature coefficient on the heat treatment conditions is derived from the test results and the optimum conditions are selected according to the dependence.

Lämpökäsittelyyn tarkoitetuilla tyhjiöuunei11a ei niiden rakenteesta johtuen voida lämpökäsitellä useita vastuslankanäytteitä samanaikaisesti erilaisissa olosuhteissa.Due to their design, vacuum furnaces for heat treatment cannot heat-treat several samples of resistance wire simultaneously under different conditions.

Ylläolevasta seuraa, että lämpökäsittelyn optimiolosuhteiden määrittely tällaisilla uuneilla on varsin työläs menettely.It follows from the above that determining the optimum conditions for heat treatment with such furnaces is a rather laborious procedure.

Yllämainitut, tyhjiöuuneihin liittyvät haitat voidaan osittain poistaa kiteyttämistä varten tarkoitetun gradienttisublimaattorin avulla (ks."U.S. Journal of Crystal Growth", 22.1974 s.295-297), jota voidaan käyttää tietyn vastuslangan lämpökäsittelyolosuhteiden määrittelyyn ja jota senvuoksi pidetään tekniikan tason prototyyppinä tälle keksinnölle. Tarkasteltavana oleva laite käsittää välineen aikaansaada lämpötilagradientti tutkittavassa kiteessä, jonka välineen muodostaa ontto metallisylinteri, jonka toisessa 3 66908 päässä on sähkökuuraennin ja toisessa jäähdytin. Sylinteriin on sijoitettu lasinen tyhjiökamraio, jonka pohja on liitetty tyhjiöpump-puun ja johon tarkasteltava kide on tarkoitettu sijoitettavaksi.The aforementioned disadvantages associated with vacuum furnaces can be partially eliminated by a gradient sublimation for crystallization (see U.S. Journal of Crystal Growth, 22, 1974, pp. 295-297), which can be used to determine heat treatment conditions for a particular resistance wire and is therefore considered a prior art prototype for this invention. The device in question comprises means for providing a temperature gradient in the crystal under examination, the means being formed by a hollow metal cylinder with an electric heat exchanger at one end and a condenser at the other. A glass vacuum chamber is placed in the cylinder, the bottom of which is connected to a vacuum pump tree and in which the crystal under consideration is intended to be placed.

Kun kuumennin ja jäähdytin saatetaan toimimaan, syntyy tutkittavaan kiteeseen lämpötilagradientti. Lämpötilagradientin kiteessä aiheuttaa onton sylinterin sisäpinnasta lähtevä Jämpösäteilyener-gia. Tutkittavan kiteen sijasta voi tyhjiösylinterin sisällä olla vastuslankanäyte, johon myös syntyy lämpötilagradientti.When the heater and condenser are operated, a temperature gradient is created in the crystal under study. The temperature gradient in the crystal is caused by the radiant energy emanating from the inner surface of the hollow cylinder. Instead of the crystal under investigation, there may be a sample of resistance wire inside the vacuum cylinder, in which a temperature gradient is also generated.

Vaikkakin ylläkuvattu laite voi aikaansaada vastuslankanäytteen kuumenemisen eri lämpötiloihin, langan pituudella, puuttuu pituussuuntaisesta gradientista sen lineaarinen luonne. Tämän katsotaan johtuvan siitä, että kutakin osaa, pitkin vastuslankanäytettä, kuumentaa iämpösäteilyenergia, jonka onton sylinterin eri osat lähettävät. Lisäksi eivät lämpötilat näytteen pituuden eri osilla ole stabiileja ajan suhteen, minkä katsotaan johtuvan ympäristön vaikutuksesta lämpötilagradienttilaitteeseen.Although the device described above can cause the resistance wire sample to heat to different temperatures, along the length of the wire, the longitudinal gradient lacks its linear nature. This is thought to be due to the fact that each part, along the sample of the resistance wire, is heated by the thermal radiation energy emitted by the different parts of the hollow cylinder. In addition, temperatures at different parts of the sample length are not stable over time, which is considered to be due to the effect of the environment on the temperature gradient device.

Edelläesitetyn valossa on aivan ilmeistä, että kyseessä olevalla tekniikan tason laitteella on mahdotonta saada selville luotettavasti vastus lämpötilakertoimen riippuvuutta lämpökäsittelylämpö-tilojen vaihtelusta. Siitä johtuen ei tällainen riippuvuus riitä varmistamaan niitä optimiolosuhteita, joissa vastuslanka on käsiteltävä .In the light of the above, it is quite obvious that it is impossible for the prior art device in question to reliably determine the dependence of the resistance temperature coefficient on the variation of the heat treatment temperatures. Consequently, such a dependence is not sufficient to ensure the optimal conditions under which the resistance wire must be handled.

Edelläksitellyn esimakin perusteella on ilmeistä, että tekniikan tason nykyinen vaihe ei käsitä mitään erikoislaitteita, joiden avulla voitaisiin nopeasti ja luotettavasti määritellä vastuslangna lämpökäsittelyn optimiolosuhteet.From the foregoing, it is apparent that the current state of the art does not comprise any special equipment that can be used to quickly and reliably determine the optimum conditions for heat treatment as a resistance wire.

Tämän keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on asettaa langan gradienttikuumennuksessa käytettäväksi rakenne, jossa gradientti-lämpötilan aikaansaamiseksi tarvittavat välineet tehdään ja sijoitetaan niin, että lämpökäsittelyolosuhteet voidaan määritellä suurella tarkkuudella.The main object of the present invention is to provide a structure for use in the gradient heating of a wire, in which the means for obtaining the gradient temperature are made and positioned so that the heat treatment conditions can be determined with high accuracy.

Tätä pääasiallista päämäärää ajatellen on käytettävissä langan gradienttikuumennusta varten laite, joka käsittää pohjalla varustetun tyhjiökammion sekä metallisylinterin, lämpötilagradientin aikaansaamiseksi, kuumentimen, mainitun sylinterin yhden pään kuumentamiseksi ja jäähdyttimen, sen toisen pään jäähdyttämiseksi, jossa laitteessa lämpötilagradientin aikaansaava sylinteri on sijoitettu tyhjiökammioon ja sylinterin pinta on varustettu poikittaisurilla, joihin kuumennettava lanka sijoitetaan ja jotka pitkittäisura yh- 4 66908 distää toisiinsa, niin että lanka kulkee urasta toiseen, kun taas tyhjiökamraion pohja toimii jäähdyttimenä ja on termostaattisesti ohj attu.For this main purpose, a device is provided for gradient heating of a wire, comprising a vacuum chamber with a bottom and a metal cylinder for providing a temperature gradient, a heater for heating one end of said cylinder and a cooler for cooling the other end of the cylinder. with transverse grooves in which the wire to be heated is placed and which are connected to each other by a longitudinal groove so that the wire passes from one groove to another, while the bottom of the vacuum chamber acts as a radiator and is thermostatically controlled.

Tällaisen järjestelyn avulla voidaan saavuttaa se, että lämpötila muuttuu lineaarisesti pitkin koko metallisylinteriä. Tästä on seurauksena, että kunkin vastuslankakierroksen lämpötila on tarkasti valvottu langan koko pituudelta. Kun tunnetaan tarkasti kunkin kierroksen lämpötila, ja kun on mitattu kierroksen vastuskerroin, on mahdollista saada luotettavasti selville vastuslämpötilakertoi-men riippuvuus lämpökäsittelyn lämpötilavaihtelusta. Saadun luotettavan riippuvuussuhteen perusteella määritellään lämpökäsittelyn optimiolosuhteet määritellään lämpökäsittelyn optimiolosuhteet.With such an arrangement, it is possible to achieve that the temperature changes linearly along the entire metal cylinder. As a result, the temperature of each round of resistance wire is closely monitored along the entire length of the wire. When the temperature of each cycle is accurately known, and when the resistance coefficient of the cycle is measured, it is possible to reliably determine the dependence of the resistance temperature coefficient on the temperature variation of the heat treatment. Based on the obtained reliable dependence ratio, the optimal conditions of the heat treatment are determined. The optimal conditions of the heat treatment are determined.

On eduksi, että poikittaisurat, joissa kuumennettava lanka on, kulkevat pitkin metallisylinterin johtoviivaa.It is advantageous that the transverse grooves in which the wire to be heated is located run along the guide line of the metal cylinder.

Tämän järjestelyn avulla voidaan vastuslangan kukin kierros sijoittaa koko pituudeltaan tarkalleen isotermiseen vyöhykkeeseen.With this arrangement, each turn of the resistance wire can be placed in an exactly isothermal zone along its entire length.

On myös etu, että poikittaisurat ovat kiilanmuotoisia. Eripaksuiset langat on helppo kiinnittää kiilanmuotoisiin uriin. On eduksi, että pitkittäisura on syvempi kuin poikittaisura.It is also an advantage that the transverse grooves are wedge-shaped. Wires of different thicknesses are easy to attach to wedge-shaped grooves. It is advantageous that the longitudinal groove is deeper than the transverse groove.

Tämä helpottaa ja nopeuttaa vastuslankanäytteen katkaisemista osiin sen jälkeen, kun kuumennus loppuunsuoritettu.This makes it easier and faster to cut the resistance wire sample into sections after the heating is completed.

Tätä keksintöä selitetään edelleen sen suoritusmuotojen yksityiskohtaisessa kuvauksessa, viitaten oheiseen piirustukeeen, jossa kuvio 1 on sivukuva keksinnön mukaisesta langan gradienttikuu-mennuslaitteesta, niin että tyhjiökammion pohja on leikattu, kuvio 2 on suurennettu kuva kuvion 1 nuolen A suunnassa, kuvio 3 on kuvion 2 leikkaus III-III ja kuvio 4 esittää erästä toista lämpötilagradienttilaitteen sylinterin suoritusmuotoa.The present invention is further explained in the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying piirustukeeen, in which Figure 1 is a side view of the wire gradienttikuu-heating means according to the invention, so that the vacuum chamber bottom is cut, Figure 2 is an enlarged view of the arrow A of Figure 1 in the direction, Figure 3 is a section III of figure 2 -III and Fig. 4 show another embodiment of the cylinder of the temperature gradient device.

Langan gradienttikuumennuslaite käsittää tyhjiökammion 1 (kuvio 1), johon kuuluu kupu 2 sekä umpimetallista tehty pohja 3, joka on sijoitettu termostaatin 4 sisään. Tyhjiökammiossa 1 on metallisy-linteri 5, joka on kiinnitetty kammion 3 pohjaan päästään 6. Metallisylinterin 5 toiseen päähän 7 on kiinnitetty sähkökuumennin 8.The wire gradient heating device comprises a vacuum chamber 1 (Fig. 1), which includes a dome 2 and a base 3 made of solid metal, which is placed inside the thermostat 4. The vacuum chamber 1 has a metal cylinder 5 attached to the bottom of the chamber 3 at its end 6. An electric heater 8 is attached to the other end 7 of the metal cylinder 5.

Pohja 3 toimii jäähdyttimenä. Metallisylinteri 5, kuumennin 8 ja pohja muodostavat lämpötilagradienttilaitteen. Metallisylinterin 5 5 66908 pinnassa on poikittaisuria 9 (kuvio 2), jotka kulkevat pitkin sylinterin johtiviivaa. Uriin 9 on tarkoitus sijoittaa kuumennettava vastuslanka 10 ja ne ovat kLilanmuotosia. Johtuen siitä, että urat 9 ovat kiilanmuotdsia, voidaan niihin sijoittaa eripaksuiaia vastus-lankoja 10 ja kiinnittää ne lujasti, niin etteivät ne pääse liikkumaan sivuttain. Jotta vastuslanka 10 voi kulkea urasta 9 toiseen, yhdistää pitkittäisura kaikki urat 9. Pitkittäisura 11 (kuvio 3) on syvempi kuin urat 9. Tämä helpottaa vastuslangan katkaisemista osiin lämpökäsittelyn jälkeen, mitä esitetään yksityiskohtaisemmin tuonempana.Base 3 acts as a radiator. The metal cylinder 5, the heater 8 and the base form a temperature gradient device. The surface of the metal cylinder 5 66908 has transverse grooves 9 (Fig. 2) running along the guide line of the cylinder. The heated resistance wire 10 is to be placed in the grooves 9 and is k-shaped. Due to the fact that the grooves 9 are wedge-shaped molds, resistance wires 10 of different thicknesses can be placed in them and fastened firmly so that they cannot move laterally. In order for the resistor wire 10 to pass from one groove 9 to another, the longitudinal groove connects all the grooves 9. The longitudinal groove 11 (Fig. 3) is deeper than the grooves 9. This facilitates cutting the resistor wire into parts after heat treatment, which will be described in more detail below.

Viimeisten urien 9 (kuvio 1) vieressä on metallisylinterissä 5 kiinteät lämpöparit 12, joiden avulla urien 9 kattaman alueen lämpötilaerot metallisylinterissä 5 voidaan tarkasti mitata. Tyhjiö-kammio 1 on yhdistetty tyhjiöpumppuun 14 putken 13 välityksellä.Next to the last grooves 9 (Fig. 1), the metal cylinder 5 has fixed thermocouples 12, by means of which the temperature differences in the area covered by the grooves 9 in the metal cylinder 5 can be accurately measured. The vacuum chamber 1 is connected to the vacuum pump 14 via a pipe 13.

Huomattavaa on, että poikittaisurat 9 (kuviot 4) voidaan sijoittaa metallisylinterin 5 pinnalle esimerkiksi loivanousuisen kierteen muotoon. Vastuslanka 10 sijoitetaan näihin uriin 9 myös kierteen muotoon. Jotta vastuslanka 10 voi kulkea urasta 9 toiseen, yhdistää pitkittäisura 11 kaikki urat 9.It should be noted that the transverse grooves 9 (Figures 4) can be placed on the surface of the metal cylinder 5, for example in the form of a gently sloping thread. The resistance wire 10 is also placed in these grooves 9 in the form of a thread. In order for the resistance wire 10 to pass from one groove 9 to another, the longitudinal groove 11 connects all the grooves 9.

Langan gradienttikuumennus laite toimii seuraavasti. Vastus-lankanäyte 10 (kuvio 1) kierretään uriin 9, niin että se kulkee urasta 9 toiseen pitkin uraa 11, kuten kuviossa 2 näkyy. Tällä tavoin kiinnitetyn vastuslankanäytteen päät kiinnitetään tunnetulla tavalla. Sylinteri 5 (kuvio 1) ja sen päälle kierretty vastuslanka 10 sijoitetaan tyhjiökammion 1 sisään ja kammio tyhjiöidään tyh-jiöpumpun 14 avulla, mikä poistaa ympäristön termisen vaikutuksen metallisylinteriin 5. Sähkökuumennin 8 ja termostaattisesti säädetty pohja 3, joka toimii jäähdyttimenä, muodostavat sylinterin 5 tarkasti ohjatun, pysyvän lämpötilagradientin. Vastuslangan lämpökäsittelyä varten sopiva lämpötila-alue, jota viimeisten urien 9 vieressä olevat lämpöparit 12 mittaavat, voi esimerkiksi olla 400-500°C. Tämä lämpötilagradientti, joka on seuraus tunnetuista termodynamiikan laeista, on logaritminen, toisin sanoen lineaarinen logaritmiasteikossa. Määrätyllä riittävän kapealla lämpötila-alueella tätä gradienttia voidaan pitää vakiona, toisin sanoen lineaarisena lineaariasteikossa. Tämä tarkoittaa, että laitteella saadaan aikaan lineaarisluontoinen gradientinjakauma pitkin sylinteriä 5. On tunnettua, että taso, joka on poikittain homogeeni- 6 66908 sessa lämpövirrassa, on isoterminen. Koska poikittaisurat 9, joissa kuumennettavat vastuslankakierrokset ovat sijaitsevat kuvitelluissa, sylinteiin 5 nähden poikittaisissa, tasoissa, merkitsee se, että kukin vastuslangan 10 kierros on isotermisessä tasossa, johon kohdistuu isoterminen kuumennus koko langan pituudelta. Jos sylinterin 5 halkaisija on esimerkiksi 5 cm, on yksittäinen kierros iso-termisesti kuumennettu noin 15 cm:n pituudelta, mikä on aivan riittävää, jotta vastuslämpötilakerroin voitaisiin senjälkeen tarkasti mitata. Urien 9 lukumäärä on sama kuin se tarvittavien koelämpö-tilapisteiden määrä, joka riittää aikaansaamaan ominaiskäyrän vas-tuslangan vastuslämpötilakertoimelle suhteessa langan lämpökäsitte-lyolosuhteiden muutoksiin. Langan gradienttikuumentamista varten todellisesti valmistetussa laitteessa on sylinterissä 5 100 uraa,9, jotka ovat 100 mm:n etäisyydellä toisistaan. Lämpötilaeron ollessa yllämainittu 100°C sijaitsevat urat 9 tarkalleen isotermisissä tasoissa, niin että vierekkäisten urien lämpötilanero on 1°C. Lämpöparit 12 mittaavat tarkasti viimeisten urien 9 lämpötilan. Välilläolevien urien 9 lämpötilat voidaan määritellä erittäin tarkasti lineaarisen interpolation avulla. Siten määrää sylinterin 5 pinnalla olevien urien 9 koneistus uriin 9 sijoitetun vastuslangan 10 kierrosten isotermisen kuumennuksen tarkkuuden. Urien 9 tekeminen esimerkiksi 0,1 mm:n tarkkuudella on helppo. Johtuen urien 9 kiilanmuotoisesta profiilista ovat vastuslangat tarkasti paikoillaan. Tästä johtuen voidaan vastuslankojen 10 kierrosten isotermisen kuumennuksen lämpötila säätää 0,1°C tarkkuudella kautta koko määrätyn lämpötila-alueen.The wire gradient heating device operates as follows. The resistance wire sample 10 (Fig. 1) is wound into the grooves 9 so that it passes from one groove 9 to another along the groove 11, as shown in Fig. 2. The ends of the resistance wire sample fixed in this way are fixed in a known manner. The cylinder 5 (Fig. 1) and the resistance wire 10 wound on it are placed inside the vacuum chamber 1 and the chamber is evacuated by a vacuum pump 14, which eliminates the thermal effect of the environment on the metal cylinder 5. The electric heater 8 and the thermostatically controlled base 3 act as a cooler. , a constant temperature gradient. For the heat treatment of the resistance wire, a suitable temperature range, which is measured by the thermocouples 12 adjacent to the last grooves 9, can be, for example, 400-500 ° C. This temperature gradient, which results from the known laws of thermodynamics, is logarithmic, that is, linear on a logarithmic scale. Within a certain sufficiently narrow temperature range, this gradient can be kept constant, i.e. linear on a linear scale. This means that the device provides a linear gradient distribution along the cylinder 5. It is known that a plane which is transversely homogeneous in a heat flow is isothermal. Since the transverse grooves 9 in which the turns of the resistance wire to be heated are located in imaginary planes transverse to the cylinders 5, this means that each turn of the resistance wire 10 is in an isothermal plane subjected to isothermal heating along the entire length of the wire. If the diameter of the cylinder 5 is, for example, 5 cm, a single turn is isothermally heated to a length of about 15 cm, which is quite sufficient to be able to accurately measure the resistance temperature coefficient. The number of grooves 9 is equal to the number of test temperature points required, which is sufficient to provide a characteristic curve for the resistance temperature coefficient of the resistance wire with respect to changes in the heat treatment conditions of the wire. The device actually made for the gradient heating of the wire has 5,100 grooves, 9 in the cylinder, which are spaced 100 mm apart. With the above-mentioned temperature difference of 100 ° C, the grooves 9 are located in exactly isothermal planes, so that the temperature difference of the adjacent grooves is 1 ° C. The thermocouples 12 accurately measure the temperature of the last grooves 9. The temperatures of the intermediate grooves 9 can be determined very precisely by means of linear interpolation. Thus, the machining of the grooves 9 on the surface of the cylinder 5 determines the accuracy of the isothermal heating of the turns of the resistance wire 10 placed in the grooves 9. Making the grooves 9 with an accuracy of 0.1 mm, for example, is easy. Due to the wedge-shaped profile of the grooves 9, the resistance wires are precisely in place. As a result, the temperature of the isothermal heating of the turns of the resistance wires 10 can be adjusted with an accuracy of 0.1 ° C over the entire defined temperature range.

Senjälkeen kun vastuslanka 10 on isotermisesti kuumennettu, se jäähdytetään yhdessä laitteen kanssa ympäristön lämpötilaan. Vastuslankanäyte 10 katkaistaan pitkittäisuraa 11 myöten, niin että syntyy 100 osaa, joista kukin on ollut ennaltamäärätyssä lämpötilassa tapahtuneen lämpökäsittelyn alaisena, osat merkitään ja kunkin lämpötilakerroin mitataan. Tämän jälkeen esitetään vastuslämpötilakerroin graafisesti lämpökäsittelyolosuhteiden muutosten funktiona, jolloin saadaan selville ne lämpökäsittelyn optimiolosuhteet, joilla voidaan saada aikaan vastuslanka, jonka vastuslämpötilakerroin on pienin mahdollinen.After the resistance wire 10 is isothermally heated, it is cooled together with the device to ambient temperature. The resistance wire sample 10 is cut along the longitudinal groove 11, so that 100 parts are formed, each of which has been subjected to a heat treatment at a predetermined temperature, the parts are marked and the temperature coefficient of each is measured. The resistance temperature coefficient is then plotted as a function of changes in heat treatment conditions to determine the optimal heat treatment conditions that can provide a resistance wire with the lowest possible resistance temperature coefficient.

Siinä tapauksessa, että tämän laitteensylinteri 5 käsittää sen pintaan tehdyt matalanousuiset kierreurat 9 (kuviot 4), toimii laite pääasiassa, kuten yllä on hahmoteltu. Erona on se, että nyt on vastuslangan 10 kukin kierre useissa isotermisissä tasoissa. Jos kui- 7 66908 tenkin otetaan huomioon lämpötilagradientin jakautumisen lineaarinen luonne pitkin sylinteriä, voidaan kunkin kierroksen keskimääräinen isoterminen lämpötila helposti määritellä. Näistä kokeista saatu vastuslämpötilakertoimei riippuvuus lämpökäsittelyolosuhteiden vaihtelusta on myös luotettava ja tekee mahdolliseksi vastuslangan lämpökäsittelyn optimiolosuhteiden määrittelyn.In the case that the cylinder 5 of this device comprises low-pitch helical grooves 9 made on its surface (Figs. 4), the device operates mainly as outlined above. The difference is that each coil of the resistance wire 10 is now in several isothermal planes. However, if the linear nature of the distribution of the temperature gradient along the cylinder is taken into account, the average isothermal temperature of each cycle can be easily determined. The dependence of the resistance temperature coefficient obtained from these experiments on the variation of the heat treatment conditions is also reliable and makes it possible to determine the optimum conditions for the heat treatment of the resistance wire.

Tarkasteltaessa edelläolevaa tämän keksinnön erityistä suoritusmuotoa, selviää tekniikkaan perehtyneelle helposti, että kaikki keksinnön päämäärät voidaan saavuttaa oheisten patenttivaatimusten määrittelemissä puitteissa.On myös täysin selvää, että langan gra-dienttikuumennuslaitteeseen voidaan tehdä joitain vähäisempiä muutoksia ja poikkeamia, ilman että poiketaan keksinnön hengestä.Considering the above specific embodiment of the present invention, it will be readily apparent to one skilled in the art that all objects of the invention can be achieved within the scope of the appended claims. It is also clear that some minor changes and deviations can be made to the wire gradient heating device without departing from the spirit of the invention.

Kaikkein sellaisten muutosten ja poikkeamien katsotaan olevan oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnön hengen ja piirin puitteissa.All such changes and deviations are considered to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Tämän keksinnön avulla voidaan määritellä erittäin tarkasti vastuslangan lämpökäsittelyn optimiolosuhteet. Käytettäessä tätä keksintöä vähenee optimipintakäsittelyolosuhteiden määrittelyyn tarvittava aika erittäin useissa tapauksissa.Laitteen rakenne on käyttöä ajatellen yksinkertainen ja luotettava.The present invention makes it possible to determine very precisely the optimum conditions for the heat treatment of a resistance wire. The use of the present invention reduces the time required to determine the optimal surface treatment conditions in a very large number of cases. The structure of the device is simple and reliable for use.

Claims

8 66908

A wire gradient heating device comprising a bottom vacuum chamber and a metal cylindrical means for providing a temperature gradient / heater for heating one end of said cylinder and a cooler for cooling the other end of the cylinder, characterized in that the temperature gradient means (1) is arranged in the vacuum chamber 5) the surface is provided with transverse grooves (9) in which the wire (10) to be heated is placed and which are connected to each other by a longitudinal groove (11) so that the wire (10) passes through it from one groove (9) to the other (3) acts as a radiator and is thermostatically controlled.

Wire gradient heating device according to Claim 1, characterized in that the grooves (9) are made in accordance with the guide line of the metal cylinder.

Wire gradient heating device according to Claims 1 and 2, characterized in that the transverse grooves (9) have a wedge-shaped cross section.

Wire gradient heating device according to Claim 1, characterized in that the longitudinal groove (11) is deeper than the transverse groove (9).