[發(fā)明專利]非晶合金在過冷液相區(qū)的軟化行為的測量系統(tǒng)及測量方法

在審

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• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111458368A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 寇生中;丁瑞鮮;李曉誠;孫江龍;楊娜;樊建軍;付小強;蔣希來
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04;G01N25/06
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

非晶合金在過冷液相區(qū)的軟化行為的測量系統(tǒng)及測量方法，探測頭（1）由轉(zhuǎn)換電路分別連接移動位移傳感器（2）和壓力傳感器（3），移動位移傳感器（2）和壓力傳感器（3）經(jīng)信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（4）將信號傳遞到控制系統(tǒng)（5），再由控制系統(tǒng)（5）調(diào)控施加于探測頭（1）的壓力和變形速率。測量方法的步驟為：將探測頭1帶錐刺的一面放置在非晶塊體的中心上，使壓頭剛好接觸探測頭1平整的一面；在加熱后，非晶塊體會出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，探測頭（1）嵌入非晶塊體內(nèi)，由移動位移傳感器（2）信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（4）采集反饋到控制系統(tǒng)（5）；由移動位移傳感器（2）和壓力傳感器（3）經(jīng)信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（4）反饋數(shù)據(jù)，傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)（5）。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬超塑性變形領域，具體涉及非晶合金過冷液相區(qū)的軟化行為的測量裝置。

背景技術

對于非晶合金進行超塑性成形工藝過程中，成形溫度和成形速率是重要的影響因素，因此對成形溫度和成形速率的實時檢測和控制，是調(diào)控超塑性成形工藝結果的窗口。控制成形溫度體現(xiàn)在過冷液相區(qū)溫度范圍內(nèi)的成形時的溫度，對于檢測非晶合金坯料是否進入過冷液相區(qū)的方法是依靠測溫技術，測溫技術主要有兩種，分別是紅外線測溫和熱電偶測溫。其中采用紅外線測溫存在以下缺點：1.易受環(huán)境因素影響，如：環(huán)境溫度，測量空間中存在較多塵埃等；2.對于光亮或者拋光的金屬表面的測溫差距較大；3.只限于測量物體外部溫度，不能測量存在障礙物時的溫度。采用熱電偶測溫存在以下缺點：1.信號調(diào)理復雜，處理不當就會引入誤差，導致精度降低；2.精度低，熱電偶測量精度只能達到參考接合點溫度的測量精度；3.易受腐蝕，隨時間而腐蝕可能會降低精度，且保養(yǎng)維護必不可少。在超塑性成形過程中，往往非晶合金坯料超塑性成形時處在溫度場相對復雜，周圍環(huán)境也較為復雜的環(huán)境中，并且在非晶合金坯料周圍存在較多遮擋物及存在熱腐蝕現(xiàn)象，對于非晶自身來說，非晶合金坯料的光潔度較高，故采用普通的測溫技術很難實現(xiàn)對超塑性成形過程中的非晶合金坯料的溫度實時準確調(diào)控，大大降低了產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種非晶合金在過冷液相區(qū)的軟化行為的測量系統(tǒng)及測量方法。

本發(fā)明是非晶合金在過冷液相區(qū)的軟化行為的測量系統(tǒng)及測量方法，測量系統(tǒng)包括探測頭1、移動位移傳感器2、壓力傳感器3、信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4、控制系統(tǒng)5和壓力機6，探測頭1是一個一個面與非晶合金接觸，另一個面與壓頭接觸的零件，與非晶合金接觸的面上有一個或一個以上的錐狀突起，與壓頭接觸的一面為平面；探測頭1由轉(zhuǎn)換電路分別連接移動位移傳感器2和壓力傳感器3，移動位移傳感器2和壓力傳感器3經(jīng)信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4將信號傳遞到控制系統(tǒng)5，再由控制系統(tǒng)5調(diào)控施加于探測頭1的壓力和變形速率，實現(xiàn)環(huán)形傳輸控制關系，信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4能夠?qū)⒆冃挝灰屏亢蛯崟r變形壓力反饋到控制系統(tǒng)5。

非晶合金在過冷液相區(qū)的軟化行為的測量方法，采用以上所述非晶合金在過冷液相區(qū)的軟化行為的測量系統(tǒng)，其步驟為：

步驟（1）將探測頭1帶錐刺的一面平穩(wěn)地放置在待超塑性成型的非晶塊體的中心上；

步驟（2）驅(qū)動壓力機，使壓頭剛好接觸探測頭1平整的一面；

步驟（3）設置一個預壓力，預壓力設置在0.1KN左右，由壓力傳感器3、信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4采集反饋到控制系統(tǒng)5；

步驟（4）持續(xù)吹氬氣1～2min后開始加熱，吹氬氣行為持續(xù)到實驗完成冷卻后；

步驟（5）在加熱后，非晶塊體會出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，探測頭1嵌入非晶塊體內(nèi)，由移動位移傳感器2信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4采集反饋到控制系統(tǒng)5；

步驟（6）待控制系統(tǒng)5得到理想數(shù)值后，開始進行超塑性成型工藝，由移動位移傳感器2和壓力傳感器3采集，經(jīng)信息傳導轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4反饋到控制系統(tǒng)5，即可實時監(jiān)控超塑性成型的壓力和應變速率；并由控制系統(tǒng)5優(yōu)化超塑性成型的壓力和應變速率等控制，提高超塑性成形的產(chǎn)品質(zhì)量；

步驟（7）冷卻成型件，待成型件冷卻至室溫后，停止吹氬氣。