[實用新型]一種熱障涂層熱障性能與熱震性能同步測試裝置

有效

• 申請號: 201220352827.5
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN202735270U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳東;褚作明;蔡衛東;范廣宏;顏昌海;金康;王曉輝
• 申請（專利權）人: 機械科學研究總院先進制造技術研究中心;南通市眾恒熔模鑄鍛有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及的是一種測試技術領域的裝置，特別是一種熱障涂層熱障性能與熱震性能同步測試裝置。?

背景技術

熱障涂層一般是由表層陶瓷涂層與中間金屬粘結層組成的涂層系統。采用火焰噴涂、等離子噴涂、電子束物理氣相沉積等技術，在高溫受熱部件表面制備熱障涂層，利用熱障涂層優良的熱障作用來保護受熱部件基體材料，進而提高受熱部件工作溫度。熱障涂層技術在航空航天、燃氣發電等領域廣泛應用，目前，熱障涂層技術在超高溫成形模具方面的應用也有較大進展。?

國內外文獻所述的熱導率、結合強度、顯微硬度等靜態常溫理化檢測指標，不能真實反映受熱部件在高溫服役工況下的情況。與之相比，涂層的熱障性能可以反映熱障涂層對部件金屬基體的隔熱效果，保證金屬基體在可耐受溫度范圍內工作；涂層的熱震性能可以直觀反映涂層與金屬基體結合強度及涂層自身在冷熱交替作用下不破壞的循環次數。熱障性能和熱震性能是評價熱障涂層的重要指標。?

熱障涂層的熱障性能是基于表層陶瓷涂層熱導率低，能夠有效阻礙服役工況下的高溫熱能傳遞給部件金屬基體，從而保證金屬基體溫度相對較低，避免出現金屬基體過熱而引發早期失效，熱障性能通常以涂層表面溫度與金屬基體溫度差值作為判定條件。熱障涂層的熱震性能是從熱彈性理論出發，以涂層中的熱應力和材料固有強度之間的平衡條件作為涂層熱震斷裂依據，以抵抗熱應力而不破壞的熱循環次數作為判定條件。通過熱障涂層的熱障性能試驗，可深入了解熱障涂層的隔熱效果，進而結合部件工作溫度，確定熱障涂層是否可滿足實際工況熱障需求。通過熱障涂層的熱震性能試驗，可考察熱障涂層的失效特點及失效機理，對熱障涂層的壽命預測提供依據。?

經對現有技術文獻檢索發現，熱障涂層的熱障性能測試試驗和熱震性能測試試驗，都是單獨進行的，通常需要兩套以上試驗裝置才能完成試驗，不僅耗費更多的時間精力，而且試樣熱震性能試驗過程的溫度波動也未能實時記錄，對深入分析試樣熱震失效機理不利。現有技術測試熱障涂層熱震性能常采用火焰或加熱爐加熱，冷卻方式為試樣急速淬水、氣冷或空冷，但冷卻方式僅限試樣涂層表面冷卻方式或試樣金屬基體冷卻方式的一種。對用于超高溫成形模具上的熱障涂層，除采用金屬基體冷卻外，開模時對模具型腔噴脫模劑時，對涂層表面也有冷卻作用。現有技術測試熱障涂層熱障性能的試驗方法，不能完全模擬超高溫成形模具熱障涂層的服役工況。?

發明內容

本實用新型的技術問題在于克服已有技術熱障涂層熱障性能與熱震性能不能同時測試以及熱震測試試驗冷卻方式單一的技術不足，克服已有技術不能有效模擬超高溫成形模具金屬基體和表面涂層均有介質冷卻的服役工況，提供一種能高效率完成簡單試樣熱障涂層熱障性能與熱震性能同步測試試驗裝置，用于實現熱障涂層熱障性能與熱震性能同步測試，包括加熱爐、表面冷卻裝置、陶瓷堵頭、進給機構推桿、測溫裝置、進給機構主機、基體冷卻裝置以及控制系統，其特征在于：?

所述加熱爐加熱管與所述試樣端部的陶瓷堵頭的均為水平方向且同軸；

所述表面冷卻裝置固定在試樣在加熱爐外試樣停止位置的正上方；

所述陶瓷堵頭設有內部導流孔，用于導流通過試樣的冷卻介質；

所述試樣一端安裝了陶瓷堵頭，另一端插在進給機構推桿上；試樣橫斷面冷卻孔為通孔，并試樣橫截面中心區陣列分布；試樣橫斷面測溫孔設置為半徑方向均勻分布；

所述進給機構推桿通過壓板固定在進給機構主機的左側；

所述測溫裝置通過外接熱電偶插入所述試樣基體內部；

所述進給機構主機設置在基體冷卻裝置的上面；

所述基體冷卻裝置上表面設有冷卻液體溢流槽；

所述控制系統集成在所述加熱爐控制面板上。

進一步地，所述的進給機構推桿和進給機構主機設有心部管路，心部管路個數、直徑及位置與所述試樣的冷卻孔和測溫孔的個數、直徑及位置相一致。?

進一步地，所述的進給機構主機還裝有統計試樣進出加熱爐次數的計數器。?

進一步地，所述的測溫裝置是外接熱電偶的溫度記錄儀，外接的熱電偶穿過所述進給機構推桿的心部管路插入所述試樣基體內部，熱電偶的個數和直徑與所述試樣測溫孔的個數和直徑相一致。?

進一步地，所述的控制系統為PLC控制器。?