一种抗热震性能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种抗热震性能测试装置及方法，属于金属材料热处理工艺技术领域。本发明专利技术所述装置包括加热装置，双向传送装置，水箱，喷射冷却装置，耐高温网状承载台，提升装置，PLC控制箱，首先将复合材料从加热炉中传送到承载台，通过提升系统对复合层面喷水、喷气或接触冷却介质，然后再把复合材料逆过程传送到加热炉中，这样进行多次循环即热震试验，最终研究复合材料在激冷激热条件下热疲劳裂纹形成的机制。本发明专利技术提高了热震过程的稳定性和充分性，且结构简单易于应用，另本发明专利技术不仅用于陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料热震实验，还可用于其他金属材料（例如衬板、冶金用导板、锤头等）的抗热震性能测试实验。

Thermal shock resistance testing device and method

The invention discloses a thermal shock resistance testing device and a method thereof, belonging to the technical field of heat treatment of metal materials. The device of the invention comprises a heating device, bidirectional transmission device, water tank, spray cooling device, high temperature resistant mesh bearing table, lifting device, PLC control box, the composite material is transmitted to the bearing platform from the furnace, the composite level and spraying or contact cooling medium lift system, and then the composite material the reverse process is transmitted to the heating furnace, so many cycles of thermal shock test, the final mechanism of composite materials formed in thermal fatigue crack under thermal shock. The invention improves the stability of thermal shock process and full, simple structure and easy application, the invention is not only used for metal matrix composites reinforced with ceramic particles thermal shock test, can also be used for other metal materials (such as lining, metallurgical plate, hammer etc.) the thermal shock resistance test.

【技术实现步骤摘要】
一种抗热震性能测试装置及方法
本专利技术涉及一种抗热震性能测试装置及方法，属于金属材料热处理工艺

技术介绍
在冶金、水泥、发电等领域，金属材料除了在磨损工况下工作的零部件（如衬板、锤头等）以外，还有一些零部件（如冶金用导板等）不仅需要承受高强度的磨损，还需面对外界激冷激热的服役条件。为了满足安全服役要求，不仅需要材料具有较高的抗磨性，还应具备一定的抗热疲劳性能，零部件经受多次重复加热和冷却的循环温度变化，材料内部承受交变的热应力，同时伴随着弹塑性变形的循环，由此引起塑性变形逐渐积累损伤，最后导致断裂。研究金属材料服役条件对材料性能的影响时，很多复合材料（例如陶瓷颗粒增强金属基表面复合材料）需在激冷激热工况下服役，在基材与复合层之间存在的热物理性能不匹配的问题，使得材料的热震性能不佳，限制了其在冶金机械等领域的推广应用。为保证复合材料服役的可靠性，关于热疲劳研究是非常必要的，因此在复合材料研发过程中以及复合材料件在使用之前急需一种热震装置及方法，用于检测复合材料的热震性能，从而为扩大复合材料的应用范围奠定实验和检测基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗热震性能测试装置，包括加热炉1、双向传送带2、可调向电机3、提升装置4、连接杆5、耐高温网状承载台6、喷水装置7、冷却水箱8、进水口9、出水口10、PLC控制箱11、喷气装置12，双向传送带2的一端与加热炉1出口正对，另一端位于冷却水箱8的上方，双向传送带2与可调向电机3连接；耐高温网状承载台6通过连接杆5与提升装置4连接，在提升装置4的作用下耐高温网状承载台6可以在冷却水箱8内上下移动，冷却水箱8上设有进水口9、出水口10、喷水装置7、喷气装置12；可调向电机3、提升装置4、喷水装置7和喷气装置12分别与PLC控制箱11相连。优选的，本专利技术所述提升装置4包括双作用液压缸41、四杆机构，锁紧连接杆机构46，其中四杆机构由主动连杆42、网状承载台提升杆43、从动连杆45和连架杆44组成，锁紧连接杆机构46设置在提升装置4顶部，网状承载台提升杆43与连接杆5连接，主动连杆42与双作用液压缸41的液压杆连接，从动连杆45和连架杆44的铰接点设置在双作用液压缸41上；所述的锁紧连接杆机构46与连接杆5在最高点接、送表层复合材料板材时相接触时，锁紧连接杆机构46锁紧连接杆5。优选的，本专利技术所述冷却水箱8的四个侧面上均设有喷水装置7和喷气装置12，喷水装置7和喷气装置12位于同一高度。优选的，本专利技术所述冷却水箱8上的进水口9、出水口10分别设置在水箱的二个对面上，出水口10的位置低于进水口9，且水箱中进水口与出水口同时进行工作，保证材料在两次进入冷却介质时温度保持不变。本专利技术的另一目的在于提供所述抗热震性能测试装置的使用方法，具体包括以下步骤：（1）将表层复合材料在加热炉中进行固溶处理，并对复合材料进行保温（使整个试件的温度保持恒定），处理温度根据实际的工况外界条件的温度确定。（2）将耐高温网状承载台提升到与传送带同一水平面，并且把连接杆进行锁紧，此时将步骤（1）得到的固溶处理温度均一的复合材料送到双向传送带上，经过双向传送带把板材传送到耐高温网状承载台上，同时保证复合材料的复合层向下。（3）通过提升装置和连接杆使耐高温网状承载台上的复合材料在水箱内向下运动，运动到可以进行端面淬火处理的位置停止运动，处理完成后（处理时间根据时间需要决定，一般只需要使材料温度降到20-50℃即可），提升装置和连接杆使耐高温网状承载台向上运动，再将表层复合材料传送入加热炉中，循环5-20次此过程，其中，可调向电机变向、提升装置的工作和喷水喷气过程，均由PLC控制，控制方法为常规方法。本专利技术所述端面淬火处理包括喷水处理、喷气处理、冷却介质接触三种方式中的一种或多种。根据实际需要，可以只对表层复合材料进行喷水处理、喷气处理、冷却介质接触，然后送入加热炉中进行加热；也可以先进行喷水处理或喷气处理，然后与冷却介质接触，最后送入加热炉中。将本专利技术所述抗热震性能测试装置用于测试陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料的抗热震性能。本专利技术所述抗热震性能测试装置及方法不仅仅可以运用在陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料，还可应用于其他一些金属材料（例如衬板、冶金用导板（导卫板）、锤头等）的抗热震性能测试实验。本专利技术所述可调向电机既可以正向转，也可以反向转；热震冷却介质为常规介质例如盐水、水和油等等。本专利技术的有益效果（1）本专利技术所述装置设计了进水口和出水口，保证了水箱中的冷却介质在热震过程中的温度保持不变，确保热震后材料的裂纹清晰明显、方便后期金相实验观察。（2）本专利技术设计的提升锁紧机构保证了试验安全可靠，实现了表层复合材料板材从上往下连续模拟不同方式的冷却工况，不仅仅提高了实验测试效率，而且提高了热震效果的充分性和稳定性。（3）本专利技术所用热震冷却介质可为盐水、水和油，根据试验要求多方面选择，结构简单，易于应用。附图说明图1是本专利技术所述抗热震性能测试装置立体图；图2是本专利技术所述抗热震性能测试装置俯视图；图3是本专利技术所述抗热震性能测试装置局部主视图；图4是本专利技术所述抗热震性能测试装置提升装置示意图；图5是实施例1~3中表层复合材料热震前的SEM图；图6是实施例1表层复合材料热震5次的SEM图；图7是实施例2表层复合材料热震10次的SEM图；图8是实施例3表层复合材料热震20次的SEM图。图中：1-加热炉；2-双向传送带；3-可调向电机；4-提升装置；5-连接杆，6-耐高温网状承载台，7-喷水装置，8-冷却水箱，9-进水口，10-出水口，11-PLC控制箱；12-喷气装置；41-双作用液压缸；42-主动连杆；43-网状承载台提升杆；44-连架杆；45-从动连杆；46-锁紧连接杆机构。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。本专利技术实施例1~3所用装置如图1~4所示，一种抗热震性能测试装置包括加热炉1、双向传送带2、可调向电机3、提升装置4、连接杆5、耐高温网状承载台6、喷水装置7、冷却水箱8、进水口9、出水口10、PLC控制箱11、喷气装置12，双向传送带2的一端与加热炉1出口正对，另一端位于冷却水箱8的上方，双向传送带2与可调向电机3连接；耐高温网状承载台6通过连接杆5与提升装置4连接，在提升装置4的作用下耐高温网状承载台6可以在冷却水箱8内上下移动，冷却水箱8上设有进水口9、出水口10、喷水装置7、喷气装置12；可调向电机3、提升装置4、喷水装置7和喷气装置12分别与PLC控制箱11相连。本实施例所述提升装置4包括双作用液压缸41、四杆机构，锁紧连接杆机构46，其中四杆机构由主动连杆42、网状承载台提升杆43、从动连杆45和连架杆44组成，锁紧连接杆机构46设置在提升装置4顶部，网状承载台提升杆43与连接杆5连接，主动连杆42与双作用液压缸41的液压杆连接，从动连杆45和连架杆44的铰接点设置在双作用液压缸41上；所述的锁紧连接杆机构46与连接杆5在最高点接、送表层复合材料板材时相接触时，锁紧连接杆机构46锁紧连接杆5。提升装置4的工作原理：由PLC控制双作用液压缸（图4）的液压杆伸出，推动主动杆42的A端向下运动，由于杠杆作用，使网状承载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗热震性能测试装置，其特征在于：包括加热炉（1）、双向传送带（2）、可调向电机（3）、提升装置（4）、连接杆（5）、耐高温网状承载台（6）、喷水装置（7）、冷却水箱（8）、进水口（9）、出水口（10）、PLC控制箱（11）、喷气装置（12），双向传送带（2）的一端与加热炉（1）出口正对，另一端位于冷却水箱（8）的上方，双向传送带（2）与可调向电机（3）连接；耐高温网状承载台（6）通过连接杆（5）与提升装置（4）连接，在提升装置（4）的作用下耐高温网状承载台（6）可以在冷却水箱（8）内上下移动，冷却水箱（8）上设有进水口（9）、出水口（10）、喷水装置（7）、喷气装置（12）；可调向电机（3）、提升装置（4）、喷水装置（7）和喷气装置（12）分别与PLC控制箱（11）相连。

【技术特征摘要】
1.一种抗热震性能测试装置，其特征在于：包括加热炉（1）、双向传送带（2）、可调向电机（3）、提升装置（4）、连接杆（5）、耐高温网状承载台（6）、喷水装置（7）、冷却水箱（8）、进水口（9）、出水口（10）、PLC控制箱（11）、喷气装置（12），双向传送带（2）的一端与加热炉（1）出口正对，另一端位于冷却水箱（8）的上方，双向传送带（2）与可调向电机（3）连接；耐高温网状承载台（6）通过连接杆（5）与提升装置（4）连接，在提升装置（4）的作用下耐高温网状承载台（6）可以在冷却水箱（8）内上下移动，冷却水箱（8）上设有进水口（9）、出水口（10）、喷水装置（7）、喷气装置（12）；可调向电机（3）、提升装置（4）、喷水装置（7）和喷气装置（12）分别与PLC控制箱（11）相连。2.根据权利要求1所述抗热震性能测试装置，其特征在于：提升装置（4）包括双作用液压缸（41）、四杆机构，锁紧连接杆机构（46），其中四杆机构由主动连杆（42）、网状承载台提升杆（43）、从动连杆（45）和连架杆（44）组成，锁紧连接杆机构（46）设置在提升装置（4）顶部，网状承载台提升杆（43）与连接杆（5）连接，主动连杆（42）与双作用液压缸（41）的液压杆连接，从动连杆（45）和连架杆（44）的铰接点设置在双作用液压缸（41）上。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祖来，陈奉锐，蒋业华，山泉，王鹏飞，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53