一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统，包括加载压头和振荡频率、压力和幅度可调的施压装置；加载压头设置于真空炉体内的上部，施压装置包括固定于主机框架上的底座，其顶部设有位移传感器，底座上固定有平板永磁体作为定子，定子上方为可沿导轨上下运动的动子座；动子座固定于加载压头顶部，其内部固定有线圈绕组，线圈绕组与控制系统相连；加载压头安装有载荷传感器，控制系统通过载荷传感器和位移传感器反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度。本实用新型专利技术通过加载系统可为材料处理过程提供频率和振幅可调的高频交变压力，交变压力可提升制品性能，且缩短了材料处理时间，降低了材料处理温度，大幅节约能耗。

An oscillating pressure material processing system based on linear motion

【技术实现步骤摘要】
一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统
本技术涉及材料处理
，具体为一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统。
技术介绍
航空航天、轨道交通和军事工业等领域对金属材料、粉末冶金材料、陶瓷材料和复合材料等提出了越来越高的要求，传统的材料处理方法正面临严峻挑战。在材料制备和加工过程中施加高温和恒定的机械压力或等静压是比较常用的材料处理方法，可以提高材料的致密度，减少孔洞，提高材料力学性能。用交变压力替代恒定的机械压力或等静压可以进一步提高制品致密度，改善制品的显微结构，从而提升材料力学性能。以往通过伺服液压的方式施加振荡载荷，系统复杂，液压站功率高，且需持续工作，能源消耗大，振荡频率较低，位移幅度有限。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种能够有效提供大范围可调频交变压力，改变晶界上的受力，抑制晶粒粗化，改善晶粒形貌，提高制品力学性能的基于直线运动的振荡压力材料处理系统。技术方案如下：一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统，包括加载压头和振荡频率、压力和幅度可调的施压装置，以及控制系统；所述加载压头设置于真空炉体内的上部；所述施压装置包括固定于主机框架上的底座，其顶部设有位移传感器，底座上固定有平板永磁体作为定子，定子上方为可沿导轨上下自由运动的动子座，动子座固定于加载压头顶部，其内部固定有线圈绕组，线圈绕组与控制系统相连；加载压头安装有载荷传感器，所述控制系统通过载荷传感器和位移传感器反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度。进一步的，所述施压装置频率为0.01-100Hz，压力为0-100MPa，位移幅度为0-100mm。更进一步的，所述真空炉体底部设置有一伸缩压头，用于上下调节样品的高度。更进一步的，所述真空炉体为单室蛤壳式，前开门，立式安装，炉体内存在加热室，加热室用于真空或保护气氛，发热体为由铁铬铝、镍铬、钨、钨铼、铂铱或钼制成的电热丝，或由硅钼、硅碳、铬酸镧、氧化锆、硼化锆或石墨制成的加热棒。更进一步的，还包括温控系统10，温控系统包括大功率三相交流变压器、功率控制器和温控器，以及热电偶或红外测温装置；外接三相交流电源进入电气柜先与功率控制器连接，再由大功率三相交流变压器转换为低压直流电源，并传输给炉体内的发热体；热电偶或红外测温装置设置在发热体附近，将测得的温度信号传给温控器，温控器根据工艺参数向功率控制器发送信号调整加热功率，形成闭环控制。更进一步的，所述真空炉体的顶部和底部均设有两个分离的高压接线柱，上电极通过顶部的高压接线柱连接到可编程控制高压电源，下电极通过底部的高压接线柱连接到可编程控制高压电源。更进一步的，还包括用以实现抽真空和充保护气氛操作的气控系统11，所述气控系统保护气氛为氩气或氮气。本技术的有益效果是：本技术通过加载系统可以为材料处理过程提供频率和振幅可调的高频交变压力，交变压力可以提升制品性能，而且缩短了材料处理时间，降低了材料处理温度，大幅节约能耗。附图说明图1为是本技术振荡材料处理系统示意简图。图2为实例1提出的一种振荡材料处理系统加载装置示意图。图3为实例2提出的一种振荡材料处理系统加载装置示意图。图中：1-加载压头；2-平板永磁体；3-线圈绕组；4-载荷传感器；5-位移传感器；6-主机框架；7-真空炉体；8-电控系统；9-真空泵组；10-温控系统；11-气控系统；12-底座；13-导轨。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。如图1所示，本技术的基于直线运动的振荡压力材料处理系统，包括加载压头1和振荡频率、压力和幅度可调的施压装置，以及控制系统；所述加载压头1设置于真空炉体7内的上部；所述施压装置包括固定于主机框架6上的底座12，其顶部设有位移传感器5，底座上固定有平板永磁体2作为定子，定子上方为可沿导轨13上下自由运动的动子座，动子座内部固定有线圈绕组3，线圈绕组3与控制系统8相连，动子座固定于加载压头1顶部；加载压头1上安装有载荷传感器4；所述控制系统8通过载荷传感器4和位移传感器5反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度。真空炉体7底部设置有一伸缩压头，用上下调节样品的高度。真空炉体7的顶部和底部均设有两个分离的高压接线柱，上电极通过顶部的高压接线柱连接到可编程控制高压电源，下电极通过底部的高压接线柱连接到可编程控制高压电源。温控系统10包括大功率三相交流变压器、功率控制器和温控器，以及热电偶或红外测温装置；外接三相交流电源进入电气柜先与功率控制器连接，再由大功率三相交流变压器转换为低压直流电源，并传输给炉体内的发热体；热电偶或红外测温装置设置在发热体附近，将测得的温度信号传给温控器，温控器根据工艺参数向功率控制器发送信号调整加热功率，形成闭环控制。实施例1在真空炉体顶部设置一加载压头1，压头上安装有高精度载荷传感器4，施压装置的底座12固定在主机框架6上，底座12上固定有平板永磁体2作为定子，定子上方为可沿导轨13上下自由运动的动子座，动子座内部固定有线圈绕组3，线圈绕组3与控制系统8相连，加载压头1连接到动子座上。施压装置顶部还安装有高精度位移传感器5。控制系统8通过高精度力传感器4和位移传感器5反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度，频率可以在0.01-100Hz间任意调节，压力可在1-100MPa间任意调节，位移可在0-100mm间任意调节。在真空炉底部设置一伸缩压头，可以上下调节样品的高度。压力系统的上下压头采用高强度石墨块制成，压头所承压力不低于100MPa。炉体为单室蛤壳式，前开门，立式安装，炉体内存在加热室，加热室用于真空或保护气氛，发热体采用高纯石墨制成。气控系统用以实现抽真空和充保护气氛操作，所述保护气氛一般为氩气或氮气。实施例2在真空炉体顶部设置一加载压头1，压头上安装有高精度载荷传感器4，施压装置的底座12固定在主机框架6上，底座12上固定有线圈绕组3作为定子，线圈绕组3与控制系统8相连，定子上方为可沿导轨13上下自由运动的动子座，动子座内部固定有平板永磁体2，加载压头1连接到动子座上。施压装置顶部还安装有高精度位移传感器5。控制系统8通过高精度力传感器4和位移传感器5反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度，频率可以在0.01-100Hz间任意调节，压力可在1-100MPa间任意调节，位移可在0-100mm间任意调节。在真空炉底部设置一伸缩压头，可以上下调节样品的高度。压力系统的上下压头采用高强度石墨块制成，压头所承压力不低于100MPa。炉体为单室蛤壳式，前开门，立式安装，炉体内存在加热室，加热室用于真空或保护气氛，发热体采用高纯石墨制成。气控系统用以实现抽真空和充保护气氛操作，所述保护气氛一般为氩气或氮气。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统，其特征在于，包括加载压头（1）和振荡频率、压力和幅度可调的施压装置，以及控制系统；所述加载压头（1）设置于真空炉体（7）的上部；所述施压装置包括固定于主机框架（6）上的底座（12），其顶部设有位移传感器（5），底座上固定有平板永磁体（2）作为定子，定子上方为可沿导轨（13）上下自由运动的动子座；动子座固定于加载压头（1）顶部，其内部固定有线圈绕组（3），线圈绕组（3）与控制系统（8）相连；加载压头（1）上安装有载荷传感器（4），所述控制系统（8）通过载荷传感器（4）和位移传感器（5）反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于直线运动的振荡压力材料处理系统，其特征在于，包括加载压头（1）和振荡频率、压力和幅度可调的施压装置，以及控制系统；所述加载压头（1）设置于真空炉体（7）的上部；所述施压装置包括固定于主机框架（6）上的底座（12），其顶部设有位移传感器（5），底座上固定有平板永磁体（2）作为定子，定子上方为可沿导轨（13）上下自由运动的动子座；动子座固定于加载压头（1）顶部，其内部固定有线圈绕组（3），线圈绕组（3）与控制系统（8）相连；加载压头（1）上安装有载荷传感器（4），所述控制系统（8）通过载荷传感器（4）和位移传感器（5）反馈的信号，控制动子座往复运动的频率、压力和幅度。


2.根据权利要求1所述的基于直线运动的振荡压力材料处理系统，其特征在于，所述施压装置是频率为0.01-100Hz，压力为0-100MPa，位移幅度为0-100mm。


3.根据权利要求1所述的基于直线运动的振荡压力材料处理系统，其特征在于，所述真空炉体（7）底部设置有一伸缩压头，用上下调节样品的高度。


4.根据权利要求1所述的基于直线运动的振荡压力材料处理系统，其特征在于，所述真空炉体（7）为单室蛤壳式，前开门，立式...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金铃，陈丹，刘佃光，赵科，
申请(专利权)人：成都易飞得材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51