一种降低板带材残余应力的实验系统技术方案

本发明专利技术属于残余应力技术领域，具体涉及一种降低板带材残余应力的实验系统。包括保温炉，保温炉外设置有正向牵引装置和反向牵引装置，保温炉内设置有至少两个炉内辊；述正向牵引装置用于连接板带材的一端，所述反向牵引装置用于连接板带材的另一端，使板带材在正向牵引装置和反向牵引装置的带动下来回往复移动；炉内辊用于使板带材S型绕设，其中至少一个具有用于与板带材的上表面接触的导辊面，至少一个具有用于与板带材的下表面接触的导辊面，并在正向牵引装置和反向牵引装置的作用下张紧板带材。该实验系统可抵抗板带材低温退火后的卷曲形状记忆，使板带材的板形得到改善，从而降低板带材残余应力，为实际研究降低板带材参与应力打下基础。

An experimental system for reducing the residual stress of plate and strip

【技术实现步骤摘要】
一种降低板带材残余应力的实验系统
本专利技术属于残余应力
，具体涉及一种降低板带材残余应力的实验系统。
技术介绍
铜合金因其具有高导电、高导热以及较好的强度等综合性能，而广泛应用于电子信息、高端连接器、引线框架等领域。尤其是作为引线框架板带材——即集成电路的芯片载体，越来越得到人们的高度重视。板带材是宽厚比很大的矩形断面金属材，可根据需要剪裁、弯曲、冲压和焊接成各种构件和制品。在对板带材进行锻造、铸造、焊接以及切削加工后，板带材内部存在应力，如不及时消除，将使板带材在加工和使用过程中发生变形，影响工件精度，大大降低了产品的质量和寿命。目前降低铜合金板带材残余应力主要是通过气垫炉、钟罩炉对其进行热处理工艺处理——即退火工艺处理。退火工艺处理又分为高温退火处理和低温退火处理。退火处理是将材料曝露于高温一段时间，再慢慢冷却的热处理过程。高温退火处理可降低残余应力，但导致板带材的强度明显下降；低温退火处理可保持强度，但增加板带材卷曲形状记忆，使板带材的板形恶化。也就是说，在解决如何降低板带材的残余应力的问题时，实际处理不佳，故需对此进行实验研究。
技术实现思路
为了对如何降低板带材残余应力进行研究，本专利技术提供了一种降低板带材残余应力的实验系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案包括：本专利技术的一种降低板带材残余应力的实验系统，包括保温炉，保温炉外设置有正向牵引装置和反向牵引装置，保温炉内设置有至少两个炉内辊；所述正向牵引装置用于连接板带材的一端，所述反向牵引装置用于连接板带材的另一端，使板带材在正向牵引装置和反向牵引装置的带动下来回往复移动；所述至少两个炉内辊用于使板带材S型绕设，其中至少一个具有用于与板带材的上表面接触的导辊面，至少一个具有用于与板带材的下表面接触的导辊面，并在正向牵引装置和反向牵引装置的作用下张紧板带材。上述技术方案的有益效果为：本专利技术的实验系统，将板带材缠绕在设置在保温炉内的炉内辊上，从而在传统退火工艺处理的基础上，使板带材在正向牵引装置和反向牵引装置的带动下来回往复移动、拉弯，提供的单向拉伸应力以及折弯应力场可以为析出相析出储藏能量，促进析出相的析出速率和析出含量，可抵抗板带材低温退火后的卷曲形状记忆，使板带材的板形得到改善，从而降低板带材残余应力，为实际研究降低板带材参与应力打下基础。进一步的，为了填充惰性气体使板带材在退火处理时避免被氧化，所述保温炉设置有进气口和出气口，用于填充惰性气体。进一步的，为了改变板带材的缠绕方式以研究不同的缠绕方式对消除板带材残余应力的效果，所述炉内辊的位置可调节。进一步的，所述正向牵引装置为旋转拖动装置，所述反向牵引装置为配重装置；或者所述正向牵引装置和反向牵引装置均为旋转拖动装置。进一步的，所述配重装置包括炉外辊和配重块，所述炉外辊用于使板带材绕过，且具有用于与板带材的下表面接触的导辊面，所述配重块用于连接板带材的另一端。进一步的，所述旋转拖动装置包括牵引辊，牵引辊用于传动连接板带材，且在对应的伺服电机驱动下工作。进一步的，所述旋转拖动装置包括开/收卷机、上下布置的两个传送辊；所述两个传送辊之间供板带材穿过；所述开/收卷机、两个传送辊均在对应的伺服电机驱动下工作。进一步的，为了为板带材提供张力，所述旋转拖动装置还包括张紧辊，设置在上下布置的两个传送辊、以及开/收卷机之间，用于为板带材提供张力。进一步的，该系统还包括控制装置，控制装置控制连接所述旋转拖动装置；还连接保温炉，以根据退火处理的温度需求对保温炉进行加热。进一步的，所述保温炉包括炉身、设置在炉身上的加热装置、以及设置在炉内的温度传感器，控制装置采样连接所述温度传感器，控制连接所述加热装置。附图说明图1是本专利技术的实施例1的降低板带材残余应力的实验系统的示意图；图2是本专利技术的实施例3的降低板带材残余应力的实验系统的示意图；其中，1-控制装置，2-保温炉，3-伺服电机，4-牵引辊，5-进气口，6-出气口，7-板带材，8-炉外辊，9-配重块，10-炉门，11-炉内辊，12-支撑台，21-控制装置，22-保温炉，23-第一传动辊，24-第一张紧辊，25-开卷机，26-进气口，27-支撑台，28-出气口，29-炉门，30-板带材，31-第二传动辊，32-第二张紧辊，33-收卷机，34-炉内辊。具体实施方式实施例1：该实施例提供了一种降低板带材残余应力的实验系统，包括炉体系统、控制系统和伺服系统。如图1所示，该实验系统的炉体系统主要由支撑台12和保温炉2组成。该图中，支撑台12和保温炉2设计为一体式结构。保温炉由炉身和炉门10组成，炉门10设有密封装置以保证保温炉2的密闭性。保温炉的炉身上开设有进气口5和出气口6，可以通过炉身的进气口5和出气口6对炉内进行氩气、氮气等惰性气体填充，使板带材7在退火处理时能够避免被氧化。炉内同时设有温度传感器且炉壁设有加热装置。炉门10打开时可调节炉内辊11的位置以及板带材7排布。该实验系统的控制系统主要由控制装置1组成，为该实验系统的操作站，通过控制装置可设置保温炉2内的温度以及伺服电机3的工作状态。其中，控制装置与温度传感器、加热装置均连接，可通过温度传感器采集的温度来控制加热装置工作与否以改变炉内温度。该实验系统的伺服系统包括设置在保温炉外的正向牵引装置和反向牵引装置，以及设置在保温炉内的六个炉内辊11。正向牵引装置为旋转拖动装置，包括牵引辊4(可为链轮)和伺服电机3。伺服电机3芯轴外端连接牵引辊4，二者同步进行转动。板带材7一端固定在牵引辊4上，并随牵引辊4转动进行卷曲，另一端通过保温炉2左端预留的一缝隙进入到保温炉2内部，并绕炉内辊11缠绕排布。保温炉内设置有六个炉内辊11，该六个炉内辊11用于使板带材7成“S”型绕设，这六个炉内辊11部分具有用于与板带材7的上表面接触的导辊面，部分具有用于与板带材7的下表面接触的导辊面。每个炉内辊11的位置在保温炉2内可沿上下左右进行调节，可根据炉内辊11的位置改变板带材7的缠绕方式，一般炉内辊11在保温炉内对称排布，使板带材7绕炉内辊11对称缠绕以满足板带材7上下两面发生相同的处理效果。从而使经过炉内处理过的板带材7又通过保温炉2右端预留的一缝隙进入到保温炉2外部。反向牵引装置为配重装置，包括炉外辊8和配重块9。炉外辊用于使板带材7绕过，具有用于与板带材7的下表面接触的导辊面。炉外的板带材7经过炉外辊8与配重块9连接。此时，可通过改变配重块9的重量来改变板带材7所受的拉力大小，同时，配重块9预留有一定的高度来满足其上下运动所需的行程。该实验系统，在伺服电机3和配重块9的作用下，板带材7绕炉内辊11沿一方向单向运动。当配重块9移动到行程末端时，伺服电机3发生反转，此时板带材7绕炉内辊11沿另外一方向单向移动，配重块9移动到上一行程初始位置时，即板带材7完成一个循环弯曲过程。如此往复循环，板带材7绕炉内辊11往复移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低板带材残余应力的实验系统，其特征在于，包括保温炉，保温炉外设置有正向牵引装置和反向牵引装置，保温炉内设置有至少两个炉内辊；/n所述正向牵引装置用于连接板带材的一端，所述反向牵引装置用于连接板带材的另一端，使板带材在正向牵引装置和反向牵引装置的带动下来回往复移动；/n所述至少两个炉内辊用于使板带材S型绕设，其中至少一个具有用于与板带材的上表面接触的导辊面，至少一个具有用于与板带材的下表面接触的导辊面，并在正向牵引装置和反向牵引装置的作用下张紧板带材。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低板带材残余应力的实验系统，其特征在于，包括保温炉，保温炉外设置有正向牵引装置和反向牵引装置，保温炉内设置有至少两个炉内辊；
所述正向牵引装置用于连接板带材的一端，所述反向牵引装置用于连接板带材的另一端，使板带材在正向牵引装置和反向牵引装置的带动下来回往复移动；
所述至少两个炉内辊用于使板带材S型绕设，其中至少一个具有用于与板带材的上表面接触的导辊面，至少一个具有用于与板带材的下表面接触的导辊面，并在正向牵引装置和反向牵引装置的作用下张紧板带材。


2.根据权利要求1所述的降低板带材残余应力的实验系统，其特征在于，所述保温炉设置有进气口和出气口，用于填充惰性气体。


3.根据权利要求1所述的降低板带材残余应力的实验系统，其特征在于，所述炉内辊的位置可调节。


4.根据权利要求1所述的降低板带材残余应力的实验系统，其特征在于，所述正向牵引装置为旋转拖动装置，所述反向牵引装置为配重装置；或者所述正向牵引装置和反向牵引装置均为旋转拖动装置。


5.根据权利要求4所述的降低板带材残余应力的实验系统，其特征在于，所述配重装置包括炉外辊和配重块，所述炉外辊用于使板带材绕过，且具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋克兴，周延军，张彦敏，杨婧钊，康军伟，刘海涛，皇涛，杜宜博，国秀花，李韶林，程楚，孔令宝，张学宾，张朝民，华云筱，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41