[發明專利]一種抗熱震性能測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201710164725.8
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106908342A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 李祖來;陳奉銳;蔣業華;山泉;王鵬飛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/60
• 分類號: G01N3/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種抗熱震性能測試裝置及方法，屬于金屬材料熱處理工藝技術領域。

背景技術

在冶金、水泥、發電等領域，金屬材料除了在磨損工況下工作的零部件（如襯板、錘頭等）以外，還有一些零部件（如冶金用導板等）不僅需要承受高強度的磨損，還需面對外界激冷激熱的服役條件。為了滿足安全服役要求，不僅需要材料具有較高的抗磨性，還應具備一定的抗熱疲勞性能，零部件經受多次重復加熱和冷卻的循環溫度變化，材料內部承受交變的熱應力，同時伴隨著彈塑性變形的循環，由此引起塑性變形逐漸積累損傷，最后導致斷裂。

研究金屬材料服役條件對材料性能的影響時，很多復合材料（例如陶瓷顆粒增強金屬基表面復合材料）需在激冷激熱工況下服役，在基材與復合層之間存在的熱物理性能不匹配的問題，使得材料的熱震性能不佳，限制了其在冶金機械等領域的推廣應用。為保證復合材料服役的可靠性，關于熱疲勞研究是非常必要的，因此在復合材料研發過程中以及復合材料件在使用之前急需一種熱震裝置及方法，用于檢測復合材料的熱震性能，從而為擴大復合材料的應用范圍奠定實驗和檢測基礎。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗熱震性能測試裝置，包括加熱爐1、雙向傳送帶2、可調向電機3、提升裝置4、連接桿5、耐高溫網狀承載臺6、噴水裝置7、冷卻水箱8、進水口9、出水口10、PLC控制箱11、噴氣裝置12，雙向傳送帶2的一端與加熱爐1出口正對，另一端位于冷卻水箱8的上方，雙向傳送帶2與可調向電機3連接；耐高溫網狀承載臺6通過連接桿5與提升裝置4連接，在提升裝置4的作用下耐高溫網狀承載臺6可以在冷卻水箱8內上下移動，冷卻水箱8上設有進水口9、出水口10、噴水裝置7、噴氣裝置12；可調向電機3、提升裝置4、噴水裝置7和噴氣裝置12分別與PLC控制箱11相連。

優選的，本發明所述提升裝置4包括雙作用液壓缸41、四桿機構，鎖緊連接桿機構46，其中四桿機構由主動連桿42、網狀承載臺提升桿43、從動連桿45和連架桿44組成，鎖緊連接桿機構46設置在提升裝置4頂部，網狀承載臺提升桿43與連接桿5連接，主動連桿42與雙作用液壓缸41的液壓桿連接，從動連桿45和連架桿44的鉸接點設置在雙作用液壓缸41上；所述的鎖緊連接桿機構46與連接桿5在最高點接、送表層復合材料板材時相接觸時，鎖緊連接桿機構46鎖緊連接桿5。

優選的，本發明所述冷卻水箱8的四個側面上均設有噴水裝置7和噴氣裝置12，噴水裝置7和噴氣裝置12位于同一高度。

優選的，本發明所述冷卻水箱8上的進水口9、出水口10分別設置在水箱的二個對面上，出水口10的位置低于進水口9，且水箱中進水口與出水口同時進行工作，保證材料在兩次進入冷卻介質時溫度保持不變。

本發明的另一目的在于提供所述抗熱震性能測試裝置的使用方法，具體包括以下步驟：

（1）將表層復合材料在加熱爐中進行固溶處理，并對復合材料進行保溫（使整個試件的溫度保持恒定），處理溫度根據實際的工況外界條件的溫度確定。

（2）將耐高溫網狀承載臺提升到與傳送帶同一水平面，并且把連接桿進行鎖緊，此時將步驟（1）得到的固溶處理溫度均一的復合材料送到雙向傳送帶上，經過雙向傳送帶把板材傳送到耐高溫網狀承載臺上，同時保證復合材料的復合層向下。

（3）通過提升裝置和連接桿使耐高溫網狀承載臺上的復合材料在水箱內向下運動，運動到可以進行端面淬火處理的位置停止運動，處理完成后（處理時間根據時間需要決定，一般只需要使材料溫度降到20-50℃即可），提升裝置和連接桿使耐高溫網狀承載臺向上運動，再將表層復合材料傳送入加熱爐中，循環5-20次此過程，其中，可調向電機變向、提升裝置的工作和噴水噴氣過程，均由PLC控制，控制方法為常規方法。

本發明所述端面淬火處理包括噴水處理、噴氣處理、冷卻介質接觸三種方式中的一種或多種。根據實際需要，可以只對表層復合材料進行噴水處理、噴氣處理、冷卻介質接觸，然后送入加熱爐中進行加熱；也可以先進行噴水處理或噴氣處理，然后與冷卻介質接觸，最后送入加熱爐中。

將本發明所述抗熱震性能測試裝置用于測試陶瓷顆粒增強金屬基表層復合材料的抗熱震性能。

本發明所述抗熱震性能測試裝置及方法不僅僅可以運用在陶瓷顆粒增強金屬基表層復合材料，還可應用于其他一些金屬材料（例如襯板、冶金用導板（導衛板）、錘頭等）的抗熱震性能測試實驗。

本發明所述可調向電機既可以正向轉，也可以反向轉；熱震冷卻介質為常規介質例如鹽水、水和油等等。

本發明的有益效果