一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A calibration method of W-Re couple for measuring temperature of molten metal

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属熔体测温的W-Re电偶的校准方法
：本专利技术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。
技术介绍
：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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的技术方案是：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。本专利技术的设计思想是：本专利技术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。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术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.本专利技术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，本专利技术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专利技术进一步详细阐述。实施例1本实施例中，按照本专利技术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，按照本专利技术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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n(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；/n(2)制备坩埚蜡型：在室温下，使用低温石蜡加工成坩埚蜡模；/n(3)在室温18～24℃和湿度40～60％的条件下，对坩埚蜡模涂挂陶瓷；/n(4)陶瓷坩埚脱蜡后，在900～1200℃之间焙烧2小时以上；/n(5)将陶瓷坩埚安放到真空感应炉的炉膛内；/n(6)坩埚内放入0.5～1.0kg的金属；/n(7)送电加热；/n(8)金属开始熔化时，使用W-Re偶测温。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金侠，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21