一种材料性能的测试方法及测试工装技术

本发明专利技术涉及一种材料性能的测试方法及测试工装，该方法包括：依据材料的性能，确定模具的设计参数，其中，设计参数包括通道数，通道数为n，n≥3的正整数，每一个通道的气压为单独控制；依据设计参数，加工模具；将材料置于模具中，进行超塑成形性能/扩散连接性能的测试。该一种材料性能的测试方法的目的是解决超塑成形/扩散连接性能测试试验量大、周期长、能源消耗大、研制成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种材料性能的测试方法及测试工装
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种材料性能的测试方法及测试工装。
技术介绍
超塑成形/扩散连接技术由于具有一次成形复杂构件、成形精度高、成形构件整体性能好等优点，在工业生产中具有广泛的应用价值。对于一种新材料而言，需要对材料的超塑成形性能、扩散连接性能以及超塑成形零件的性能进行测试评价，方能判断其是否适用于超塑成形/扩散连接成形方法。对于超塑成形性能测试主要采用高温单拉试验的方法，但是由于超塑性成形时应力状态主要为双向拉伸，因此，非常有必要对材料在双向拉伸情况下的超塑成形性能进行测试，气压胀形是非常典型的测试和评估材料超塑性性能的试验方法。在气压胀形试验中通常采用不同深度的盒形件(或筒形件)来测试材料在不同温度和压强下的超塑成形性能；同时在超塑成形后的试件上截取试样进行力学性能测试，获得材料在不同工艺参数下超塑成形后的力学性能。对于扩散连接性能测试，需要对材料开展不同温度、不同压强和不同时间的多组试验，测试不同工艺参数下材料扩散连接后的焊和率，研究不同工艺参数对材料扩散连接性能的影响，从而获得材料的扩散连接性能。目前对于新材料的超塑成形/扩散连接性能测试方法存在一定的不足：超塑成形/扩散连接性能测试试验温度高、速度慢、能耗大，而且传统测试方法每次只能研究一种工艺参数对应的工况，但是在性能测试中涉及的工艺参数较多，如在超塑性能和超塑成形零件性能测试中涉及模具形状和尺寸、以及温度和压强等工艺参数，在扩散连接性能测试中涉及温度、压强和时间三个工艺参数，可见，超塑成形/扩散连接性能测试试验量大、周期长、能源消耗大、研制成本高，严重影响了新材料在超塑成形/扩散连接技术中的工业应用。因此，专利技术人提供了一种材料性能的测试方法及测试工装。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术实施例提供了一种材料性能的测试方法，通过在成形模具中设计出多个通道，且每个通道的气压可以单独控制，解决了超塑成形/扩散连接性能测试试验量大、周期长、能源消耗大、研制成本高的技术问题。(2)技术方案本专利技术的第一方面提供了一种材料性能的测试方法，该方法包括以下步骤：依据材料的性能，确定模具的设计参数，其中，所述设计参数包括通道数，所述通道数为n，n≥3的正整数，每一个通道的气压为单独控制；依据所述设计参数，加工所述模具；将所述材料置于所述模具中，进行超塑成形性能/扩散连接性能的测试。进一步地，所述超塑成形性能的测试，包括如下步骤：将板材按照所述模具的尺寸进行裁切并进行表面处理；将所述模具装炉，并进行表面清理和气密性检查，同时将热电偶插入所述模具中，将所述模具中的上模具、下模具的每一个通道的管路分别与通气管路连接，利用减压阀实时调节每一个所述通道的压强值；将所述板材置于所述模具中，并加热升温，当温度达到第一设定温度时，保温第一设定时间；将所述上模具、所述下模具的每一个所述通道的管路与排气管路断开连接，并接入水槽中，同时加载床压，在所述上模具、所述下模具的每一个所述通道内以第一设定速度通入氩气，当第一通道内气压达到最大，关闭所述第一通道的进气开关阀，当所述第一通道内气压达到预设值时，所述第一通道保压第二设定时间，使所述板材超塑成形；当每一个所述通道的超塑成形均结束时，停止加热，卸载气压、床压，所述模具随炉冷却，当所述模具的温度降至第二设定温度时，取出试件；对吹破的试件进行成形高度和壁厚的测试分析，对成形的试件进行壁厚和力学性能的测试分析。进一步地，所述第一设定时间为10-30min。进一步地，所述第二设定时间为30-120min。进一步地，所述扩散连接性能的测试，包括如下步骤：将板材按照所述模具的尺寸进行裁切并进行表面处理，同时将所述板材两两封焊，并进行真空度检测；将所述模具装炉，并进行表面清理和气密性检查，同时将热电偶插入所述模具中，将所述模具中的上模具、下模具的每一个通道的管路分别与通气管路连接，利用减压阀实时调节每一个所述通道的压强值；将封焊后的坯料分别放入所述模具的不同通道内，并在所述上模具、所述下模具之间放入与所述下模具型面相同的平板件用于密封，同时加热升温，当温度达到第三预设温度时，保温第三设定时间，使所述板材的温度分布均匀；关闭所述下模具的每一个所述通道的开关阀，并加载床压，在所述上模具的每一个所述通道内以第二设定速度通入氩气，当第二通道内气压达到预设值后，所述第二通道保压第四设定时间，使坯料扩散连接；当每一个所述通道的扩散连接均结束时，停止加热，卸载气压、床压，所述模具随炉冷却，当所述模具的温度降至第四设定温度时，取出试件；对扩散连接的试件进行焊和率测试分析。进一步地，所述第四设定温度为100-600℃。本专利技术的第二方面提供了一种材料性能的测试工装，包括模具、开关阀、减压阀、通气管路、通气孔、热电偶孔和至少三个通道；所述模具包括相互扣合的上模具和下模具，所述开关阀、所述减压阀设置在所述管路上，每一个所述通道均设于所述模具内，所述模具上开设多个通气孔，每一个所述通气孔与所述通气管路连通，每一个所述通气孔与对应的所述通道连通，所述上模具、所述下模具上均开设所述热电偶孔。进一步地，所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分组成所述通道，所述第一部分位于所述上模具内，所述第二部分位于所述下模具内。进一步地，材料性能的测试工装还包括密封梗，每一个通道沿外壁的周向围设一圈密封梗。进一步地，材料性能的测试工装还包括密封平板件，所述密封平板件设于所述上模具与所述下模具的接触处且与所述下模具的型面相同。(3)有益效果综上，本专利技术通过在成形模具中设计出多个通道，且每个通道的气压可以单独控制，解决了超塑成形/扩散连接性能测试试验量大、周期长、能源消耗大、研制成本高的技术问题，显著减少了试验量，提高了测试效率，降低了能源消耗，进而有效缩短了新材料性能测试周期，减少了新材料的研制成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试工装的结构示意图；图3是图2中的A-A剖视图；图4是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试工装中下模具的主视图；图5是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试工装中下模具的左视图；图6是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试工装中下模具的俯视图；图7是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试工装中上模具的主视图；图8是本专利技术实施例提供的一种材料性能的测试工装中上模具的左视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料性能的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n依据材料的性能，确定模具的设计参数，其中，所述设计参数包括通道数，所述通道数为n，n≥3的正整数，每一个通道的气压为单独控制；/n依据所述设计参数，加工所述模具；/n将所述材料置于所述模具中，进行超塑成形性能/扩散连接性能的测试。/n

【技术特征摘要】
1.一种材料性能的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
依据材料的性能，确定模具的设计参数，其中，所述设计参数包括通道数，所述通道数为n，n≥3的正整数，每一个通道的气压为单独控制；
依据所述设计参数，加工所述模具；
将所述材料置于所述模具中，进行超塑成形性能/扩散连接性能的测试。


2.根据权利要求1所述的材料性能的测试方法，其特征在于，所述超塑成形性能的测试，包括如下步骤：
将板材按照所述模具的尺寸进行裁切并进行表面处理；
将所述模具装炉，并进行表面清理和气密性检查，同时将热电偶插入所述模具中，将所述模具中的上模具、下模具的每一个通道的管路分别与通气管路连接，利用减压阀实时调节每一个所述通道的压强值；
将所述板材置于所述模具中，并加热升温，当温度达到第一设定温度时，保温第一设定时间；
将所述上模具、所述下模具的每一个所述通道的管路与排气管路断开连接，并接入水槽中，同时加载床压，在所述上模具、所述下模具的每一个所述通道内以第一设定速度通入氩气，当第一通道内气压达到最大，关闭所述第一通道的进气开关阀，当所述第一通道内气压达到预设值时，所述第一通道保压第二设定时间，使所述板材超塑成形；
当每一个所述通道的超塑成形均结束时，停止加热，卸载气压、床压，所述模具随炉冷却，当所述模具的温度降至第二设定温度时，取出试件；
对吹破的试件进行成形高度和壁厚的测试分析，对成形的试件进行壁厚和力学性能的测试分析。


3.根据权利要求2所述的材料性能的测试方法，其特征在于，所述第一设定时间为10-30min。


4.根据权利要求2所述的材料性能的测试方法，其特征在于，所述第二设定时间为30-120min。


5.根据权利要求1所述的材料性能的测试方法，其特征在于，所述扩散连接性能的测试，包括如下步骤：
将板材按照所述模具的尺寸进行裁切并进行表面处理，同时将所述板材两两封焊，并进行真空度检测；
将所述模具装炉，并进行表面清理和气密性检查，同时将热电偶插入所述模具中，将所述模具中的上模具、下模具的每一个通道的管路分别与通气管路连接，利用减压阀实时调节每一个所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，王耀奇，侯红亮，牛涛，褚楚，刘文祎，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11