[發明專利]一種薄板帶退火裝置及防止薄板帶試樣變形的方法

有效

• 申請號: 201010597141.8
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102560068A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙寶純;李桂艷;隋曉紅;黃磊;張鵬遠;孫樹華;楊靜;蔡先越
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21D9/56
• 分類號: C21D9/56;G01N33/20;G01N35/00
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技術領域

本發明涉及一種板帶退火試驗裝置，特別涉及一種熱模擬試驗機薄板帶退火裝置及防止薄板帶試樣變形的方法。

背景技術

連續退火模擬實驗機是研究冷軋產品的組織性能與退火工藝關系的有效工具，對于開發冷軋產品具有重要意義。

中國專利CN200510023266.9公開了一種帶鋼連續退火工藝模擬裝置，可連續模擬帶鋼試樣在連續退火爐內的加熱、均熱、緩冷、快冷、過時效的過程。然而，在加熱、均熱過程中試樣的熱膨脹及受力情況的變化會使試樣產生變形，該發明所提供的裝置沒有明確是否可以在退火過程中對試樣施加張力及有效防止試樣變形的措施。現有的多功能退火模擬器是將試樣作為電阻直接通電加熱，退火在空氣中進行。雖然其配置了各種冷卻模式，但在空氣中退火試樣會發生氧化。

美國DSI制造的Gleeble系列熱模擬試驗機可以通過選配不同組件，完成模擬一定的工藝。其中的Gleeble-3800熱模擬試驗機的通用系統提供了兩套動力系統，即液壓系統和氣壓缸(空氣錘)系統。為模擬板帶退火試驗，該通用系統配備了一套板帶退火組件。通過更換通用系統中的夾具組件，安裝上板帶退火的夾具裝置，并配備相應的冷卻裝置，即組成了板帶退火系統。為使板帶退火試驗中的板帶處于張力作用，膨脹時不受液壓主軸的干擾，因此，在進行模擬試驗前，要將聯軸器(連接液壓主軸部分)拆除掉，以便板帶一端的夾具僅在氣缸帶動的連接軸的作用下在軸向往復運動，達到安裝試樣以及板帶處于張力狀態的目的。

試驗前，真空罐要抽真空，使真空罐內、外產生氣壓差，若氣缸“tens.”開關處于關閉狀態，隨著真空罐內、外產生的氣壓差增大，此時連接軸帶動夾緊板帶試樣一端的夾具沿著軸向壓縮板帶試樣，從而造成板帶試樣的彎曲變形；若在試驗前氣缸“tens.”開關處于打開狀態，雖然氣缸會沿著軸向產生拉力，抵消由于氣壓差所產生的作用力，但在試驗過程的冷卻段，真空又要被破壞掉。隨著冷卻的進行，真空罐的內、外壓力差減小，導致板帶試樣受氣缸的拉力與真空罐內、外壓力差的合力增大，由于板帶試樣高溫時具有較低的強度，這樣板帶試樣會產生不同程度的拉伸變形，甚至被拉斷；若在此時程序設定關閉“tens.”開關，氣缸的拉力突然消失，導致薄板帶試樣受力失衡，板帶試樣又會由于氣壓差的作用產生較嚴重的彎曲變形現象；氣缸的拉/壓力是在系統啟動程序時預先設置好的，并且在試驗的整個過程中是不可控制的。此外，由于在氣缸的拉/壓力作用下，由連接軸帶動夾頭的運動不可控，因此在安裝試樣時，需反復開、關氣缸的“tens./comp.”來調整兩夾頭的距離，其調整的過程費時、費力，難度較大。

然而，對于薄板帶試樣尤其是厚度在1毫米以下的板帶試樣，在進行退火工藝模擬的實際操作中，由于試樣的熱膨脹以及受力情況影響，若采用上述技術，會導致其出現較明顯的變形，使模擬試驗失真，同時給后續的力學性能測試帶來了困難，造成測試數據的不準確。

因此，應用現有的設備及方法，難于實現薄板帶在退火工藝過程中保持平直，影響了其后續性能測試的可靠性，有待于提出一種薄板帶退火裝置及防止薄板帶試樣變形的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種薄板帶退火裝置及防止薄板帶試樣變形的方法，以實現薄板帶退火工藝的模擬試驗。

本發明采用了如下技術方案：

1.本發明的裝置包括夾頭、試樣、冷卻裝置、真空罐、機架、連接軸、氣缸、固定螺絲、連接螺絲、法蘭和彈性體，兩夾頭分別夾緊薄板帶試樣位于真空罐內，其中一個夾頭與連接軸相連，連接軸由氣缸通過氣壓驅動，氣缸安裝在機架上，其特征在于，法蘭和彈性體套在并固定于連接軸上，彈性體位于機架和法蘭之間。

本發明的具體結構有，彈性體可以為碟形彈簧或其它彈性體，將其套于連接軸上；法蘭為整體或分體式結構。

本發明所采用的彈性體可以為碟形彈簧或其它彈性體，將其套于連接軸上，調整兩夾頭之間的距離，在模擬實驗過程中，彈性體可以根據試樣所受的拉/壓力產生一個反作用力，從而有效地防止試樣的變形。

2.氣缸壓力的設定方法

針對試樣在試驗過程的分析，設定氣缸壓力。所設定的氣缸壓力值，使薄板帶試樣高溫時處于微張力狀態，不產生彎曲。在設備空載條件下，調解氣缸壓力，記錄使連接軸剛好運動時氣缸壓力的值，即為滑動摩擦力。

1)安裝試樣時有如下關系式

N＝T-f＝KΔL????(1)

其中，T為氣缸拉/壓力，f為連接軸所受的滑動摩擦力，K為與彈性體性質有關的參數，N為彈性體的彈力