一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种截面直径2?10mm钢丝疲劳试样制样装置，包括圆桶桶芯和桶盖，圆桶内底侧中部设置有放置试样的盲锥孔一，中部设置有可拆卸的桶芯，上端设置有可拆卸的桶盖，其桶壁为中空结构的空腔，桶芯中部设置有穿过试样的通孔，上下侧设置有两对称的向外凸起的弧形过渡面，桶盖下侧中部设置有抵靠试样的盲锥孔二，空腔包括外壁和内壁，外壁上设有连通空腔的进水口和出水口，并在外壁同一侧设置有分别连通桶芯两端型腔的两个浇注口，将疲劳试样一端竖直放置在制样装置中，并向空腔内通冷却水，浇注熔化的Sn凝固。本实用新型的制样装置具有通用性，制样时间宿短，组织性能好，试样定位准确，制样尺寸精确，凝固Sn厚度均匀性及结合力好。
【专利说明】
一种截面直径2-1 Omm钢丝疲劳试样制样装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，属于材料分析测试金属材料样品制备技术领域。
【背景技术】
[0002]疲劳破坏是钢绳的主要失效形式，疲劳极限(疲劳强度)是钢绳或钢丝的一个及其重要的物理量，表现其对周期应力的承受能力，但是目前对钢绳尤其是钢丝的疲劳极限都无法测试，原因是因为截面直径为2-10mm的钢丝直径太小无法进行机加为标准疲劳试样，但其指标对于指导企业生产、客户使用具有重要意义。本发明可制备疲劳试样测试疲劳极限解决困扰企业的难题。
【发明内容】
[0003]本实用新型解决的技术问题是:提供一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，可以用于截面直径为2-10mm的钢丝疲劳试样，具有通用性，耗时短，以解决现有技术中存在的冋题。
[0004]本实用新型采取的技术方案为:一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，包括圆桶桶芯和桶盖，所述圆桶内底侧中部设置有放置试样的盲锥孔一，中部设置有可拆卸的桶芯，上端设置有可拆卸的桶盖，其桶壁为中空结构的空腔，所述桶芯中部设置有穿过试样的通孔，上下侧设置有两对称的向外凸起的弧形过渡面，所述桶盖下侧中部设置有抵靠试样的盲锥孔二，所述空腔包括外壁和内壁，所述外壁上设有连通空腔的进水口和出水口，并在外壁同一侧设置有分别连通桶芯两端型腔的两个浇注口。
[0005]优选的，上述桶盖与圆桶间通过螺纹连接，可快速的进行安装，操作方便快捷。
[0006]优选的，上述进水口设置在外壁靠近顶侧，所述出水口设置在外壁靠近底侧，与进水口方向相反，所述空腔内设置有多块一端留有缝隙的隔板，相邻隔板间错开设置缝隙，空腔摊开形状为蛇形结构，冷却水从圆桶一侧上部进入，从另一侧底部流出，能够对内壁冷却更佳均匀，冷却效果更好，浇注后的试样性能更好，蛇形结构的空腔，水流流动的范围更宽，内壁的冷却更加均匀，冷却效果大大提高，浇注的拉伸试样性能更好。
[0007]优选的，上述盲锥孔一和盲锥孔二的内径大小从2-10mm过渡，所述桶芯设置为不同系列，包括通孔直径2-10mm范围内不同的桶芯，两端的弧形半径根据疲劳试样确定，能够满足截面直径为2-10mm疲劳试样制样的要求。
[0008]优选的，上述浇注口10为管道，其壁厚为10?15mm，采用该结构的两浇注口，能够快速的实现浇注，壁厚能够保证液体在浇注口内的流动性。
[0009]本实用新型可以对钢丝截面直径为2-10mm的疲劳试样夹持部位快速增粗到大于1mm以上，达到适合钢丝疲劳试样的夹持尺寸，将直径为2-10mm的疲劳试样固定在制样装置内桶的中心，然后从浇注口将熔化的金属Sn溶液浇注到金属材料的周围，同时在冷却腔内通循环水进行冷却。
[0010]本实用新型的有益效果:与现有技术相比，本实用新型通过圆桶、桶芯和桶盖可适应截面直径为2-10mm之间的钢丝疲劳材料两端进行加粗制样，并在桶芯两端设置向外凸起的弧形过渡面，具有通用性，采用在圆桶外进行冷却可将金属Sn溶液凝固的时间宿短，同时避免了熔化的金属Sn溶液温度过高对金属材料的组织产生影响，并且桶体中锥形的两盲锥孔对金属材料进行自定位，具有定位准确，保证周围凝固的Sn金属厚度均匀性，并且本实用新型还具有结构简单、装置轻便小巧、装卸方便、操作控制方便、制作成本低、省时省力等优点，冷却水从圆桶一侧上部进入，从另一侧底部流出，能够对内壁冷却更佳均匀，冷却效果更好，浇注后的试样性能更好，蛇形结构的空腔，水流流动的范围更宽，内壁的冷却更加均匀，冷却效果大大提高，浇注的拉伸试样性能更好。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构不意图；
[0012]图2是本实用新型的俯视结构不意图；
[0013]图3是本实用新型盖门的结构示意图；
[0014]图4是本实用新型盖门的仰视结构示意图；
[0015]图5是本实用新型的空腔展开结构示意图。
[0016]图中:1-圆桶，2-桶盖，3-空腔，4-外壁，5-内壁，6_进水口，7_出水口，8_盲锥孔一，9-通孔，I O-浇注口，11_平台，12-弧形过渡面，13-隔板，14-栗，15-温度传感器，16-桶芯，
17-盲锥孔二。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍。
[0018]实施例1:一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样方法，包括以下步骤:
[0019](I)装样:将截面直径2-10mm钢丝一端穿过制样装置的桶芯中心后抵靠在圆桶底侧中部，盖上桶盖，桶芯两端设置为弧形过渡面，保持桶芯两端的型腔内的钢丝长度相等；
[0020](2)制浇注液:将低熔点金属Sn放入石墨坩祸中通过箱式炉加热到232°C以上使其熔化；
[0021](3)将步骤(2)熔化的金属Sn溶液通过桶芯两端型腔的浇注口浇注到步骤(I)中的圆桶型腔中，布满金属材料型腔的周围，待金属材料周围的金属Sn凝固后，将其从制样装置中取出，得到钢丝疲劳材料试样两端完成制样；
[0022](4)将步骤(3)中制得的钢丝试样打磨弧形过渡面，直到与中部钢丝平滑过渡。
[0023]优选的，在制样前，在所述制样装置的圆桶、桶芯和桶盖的内侧涂敷脱模材料层，从而防止金属Sn溶液和制样装置凝固在一起，方便脱模。
[0024]优选的，在制样装置的圆桶底部中心设置有固定钢丝的盲锥孔一和桶盖底部中心设置有盲锥孔二，钢丝两端顶靠在盲锥孔一和盲锥孔二中，盲锥孔一和盲锥孔二以及桶芯中心的通孔竖直方向保持同轴，确保截面在2-10mm的金属材料固定在制样装置圆桶的中心，从而使金属材料样品周围凝固的金属Sn的厚度均匀。
[0025]优选的，在上述制样装置圆桶的桶壁设置通入冷却水的空腔，在所述步骤(3)中通入冷却水对饶注的金属Sn进行冷却凝固，当恪化的金属Sn溶液饶入金属材料周围时，空腔的冷却水立即将圆桶内金属Sn溶液的温度降低使其凝固，从而避免熔化的金属Sn溶液温度过高对金属材料的微观组织产生影响，同时加快了金属Sn溶液凝固的速度，缩短实验时间。
[0026]实施例2:如图1-图5所示，一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，包括圆桶I桶芯16和桶盖2，圆桶I内底侧中部设置有放置试样的盲锥孔一8，中部设置有可拆卸的桶芯16，上端设置有可拆卸的桶盖2，其桶壁为中空结构的空腔3，桶芯16中部设置有穿过试样的通孔9，上下侧设置有两对称的向外凸起的弧形过渡面12，桶盖2下侧中部设置有抵靠试样的盲锥孔二 17，所述空腔3包括外壁4和内壁5，外壁4上设有连通空腔3的进水口 6和出水口 7，并在外壁4同一侧设置有分别连通桶芯16两端型腔的两个浇注口 10。
[0027]优选的，上述桶盖2与圆桶I间通过螺纹连接，可快速的进行安装，操作方便快捷。
[0028]优选的，上述进水口设置在外壁靠近顶侧，出水口设置在外壁靠近底侧，与进水口方向相反，空腔内设置有多块一端留有缝隙的隔板，相邻隔板间错开设置缝隙，空腔摊开形状为蛇形结构，冷却水从圆桶一侧上部进入，从另一侧底部流出，能够对内壁冷却更佳均匀，冷却效果更好，浇注后的试样性能更好，蛇形结构的空腔，水流流动的范围更宽，内壁的冷却更加均匀，冷却效果大大提高，浇注的拉伸试样性能更好。
[0029]优选的，上述盲锥孔一8和盲锥孔二 17的内径大小从2-10mm过渡，所述桶芯16设置为不同系列，包括通孔9直径2-10mm范围内不同的桶芯，两端的弧形半径根据疲劳试样过渡半径确定，能够满足截面直径为2-10mm疲劳试样制样的要求。
[0030]优选的，上述浇注口10为管道，其壁厚为10?15mm，采用该结构的两浇注口，能够快速的实现浇注，壁厚能够保证液体在浇注口内的流动性。
[0031]优选的，上述浇注口 10为桶盖2外圆设置两对称平台11上的通孔，采用该结构的两浇注口，能够快速的实现浇注，并且对称平台将桶盖上端设置成扁头状，便于拧动桶盖进行装卸。
[0032]优选的，上述内壁5直径12mm、高30mm、壁厚3mm、底部厚3mm，外壁直径25mm、高35mm，壁厚1_，桶盖直径I Omm、高I Omm，外壁可直接采用钢皮焊接制作，冷却效果更好。
[0033]实施例3:首先在制样装置圆桶内壁和桶盖内侧以及桶芯外表面刷一层脱模材料，然后将截面直径2-10mm的钢丝剪切成最少5倍直径长度的初样穿过桶芯的通孔垂直固定在制样装置圆桶和桶盖的中心，样品固定好后，将低熔点金属Sn放入石墨坩祸中通过实验室的箱式炉加入到232°C以上使其熔化，待坩祸中的金属Sn熔化后，用坩祸钳将其从箱式炉中取出放在石棉网上，为了防止坩祸因局部冷却而破裂，用坩祸钳夹取灼热的坩祸时，必须将钳尖先预热，然后用勺子将坩祸中的金属Sn溶液S出，从制样装置中桶盖的浇注口将金属Sn溶液浇注到金属材料的周围，为了避免熔化的金属Sn溶液温度过高对金属材料的组织产生影响，同时在圆桶上的内置桶壁空腔内通冷却循环水，待熔化的金属Sn溶液均匀地凝固到金属材料的周围后，将其从制样装置中取出，切割掉两端的锥体部，保证夹持长度即可。
[0034]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于:包括圆桶(I)桶芯(16)和桶盖(2)，所述圆桶(I)内底侧中部设置有放置试样的盲锥孔一(8)，中部设置有可拆卸的桶芯(16)，上端设置有可拆卸的桶盖(2)，其桶壁为中空结构的空腔(3)，所述桶芯(16)中部设置有穿过试样的通孔(9)，上下侧设置有两对称的向外凸起的弧形过渡面(12)，所述桶盖(2)下侧中部设置有抵靠试样的盲锥孔二(17)，所述空腔(3)包括外壁(4)和内壁(5)，所述外壁(4)上设有连通空腔(3)的进水口(6)和出水口(7)，并在外壁(4)同一侧设置有分别连通桶芯(16)两端型腔的两个浇注口(10)。2.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于:所述桶盖(2 )与圆桶(I)间通过螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于:所述进水口(6)设置在外壁(4)靠近顶侧，所述出水口(7)设置在外壁(4)靠近底侧，与进水口(6)方向相反，所述空腔(3)内设置有多块一端留有缝隙的隔板(13)，相邻隔板(13)间错开设置缝隙，空腔(3)摊开形状为蛇形结构。4.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于:所述盲锥孔一 (8)和盲锥孔二(17)的内径大小从2-10mm过渡，所述桶芯(16)设置为不同系列，包括通孔(9)直径2-10mm范围内不同的桶芯。5.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于:所述浇注口(10)为管道，其壁厚为10?15mm。6.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于:所述进水口(6)连接有栗(14)，所述栗(14)连接到控制器，所述控制器连接有温度传感器(15)，所述温度传感器(15)连接到出水口( 7 )处。
【文档编号】G01N1/28GK205580834SQ201620292432
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】向嵩, 梁宇, 梁益龙, 杨明, 石维, 冀宣名
【申请人】贵州大学