一种截面直径2-10mm钢丝静态疲劳试样制样方法及装置

本发明公开了一种截面直径2‑10mm钢丝疲劳试样制样方法及装置，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。本发明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厚度均匀性及与钢丝结合力好。

1.一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）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；（2）制浇注液：将低熔点金属Sn放入石墨坩埚中通过箱式炉加热到232℃以上使其熔化；（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（1）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；（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。
2.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样方法，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样方法，其特征在于：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。
4.根据权利要求1所述的一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样方法，其特征在于：在所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）中通入冷却水对浇注的金属Sn进行冷却凝固。
5.一种截面直径2-10mm钢丝疲劳试样制样装置，其特征在于：包括圆桶（1）桶芯（16）和桶盖（2），所述圆桶（1）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（14）同一侧设置有分别连通桶芯（16）两端型腔的两个浇注口（10）。
6.根据权利要求5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（1）间通过螺纹连接。
7.根据权利要求5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），所述两隔板（13）间错开设置缝隙，空腔（3）摊开形状为蛇形结构。
8.根据权利要求5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。
9.根据权利要求5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。
10.根据权利要求5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）连接有泵（14），所述泵（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。