模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机及方法技术

一种模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机及方法，属于测试金属材料磨损性能的领域。其包括形成压力仓的压力仓壳体，在压力仓内设置有磁性样品盘，和设置在其上方的对磨杆；在压力仓外设置有和磁性样品盘相对应的磁性圆盘；磁性圆盘固定在电机转动轴上可随电机转动，磁性样品盘随磁性圆盘的转动而转动。压力仓内的压力由加压装置控制，压力表连接压力仓，样品固定在磁性样品盘上，测试时压力仓注入海水，并使液面高过样品上表面3～5厘米，压力仓内的压强为3～10MPa，其借助磁力旋转装置和压力仓，可以实现模拟测试金属材料在300

【技术实现步骤摘要】
模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机及方法


[0001]本专利技术属于测试金属材料磨损性能的
，尤其涉及一种模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机及方法。

技术介绍

[0002]海洋中蕴含着丰富的资源，如矿产资源、石油、天然气、可燃冰等。21世纪是海洋的世纪，深入开发海洋资源具有重要的战略意义。通常，深海一般指水深300m以上的海洋，我国海洋资源丰富，模拟测试深海环境下材料的磨损性能，对于提高我国海洋资源勘探开发等技术进步，具有重要意义。
[0003]目前国内外研究金属材料磨损性能的试验机很多，但专门研究材料在深海环境中磨损性能的试验机还没有发现报道。
[0004]现有的金属材料磨损性能的试验机，比如中科院兰州化物所生产的HT
‑
1000摩擦磨损性能试验机，只能研究材料在常压下不同载荷和不同温度条件下的磨损性能，不能模拟研究在高压海水环境下的磨损性能。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机及方法，本专利技术借助磁力旋转装置和高压的压力仓，可以实现模拟测试金属材料在300～1000米深海环境中的磨损性能，同时本专利技术还具有结构简单，操作方便等优点。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，包括压力仓壳体，压力仓壳体形成试验机的压力仓，在压力仓内设置有磁性样品盘和对磨杆，对磨杆设置在磁性样品盘的上方；在压力仓外设置有和磁性样品盘相对应的磁性圆盘。
[0008]所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，还包括加压装置，加压装置通过管路和压力仓连通，用于调整压力仓的压力。
[0009]进一步的，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机还包括支撑杆，用于支撑压力仓壳体。
[0010]进一步的，所述的压力仓壳体分为压力仓主体和压力仓盖，压力仓主体和压力仓盖密封连接。
[0011]进一步的，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，在压力仓连接加压装置的管路上设置有加压装置开关。
[0012]进一步的，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，还在压力仓上设置有压力表，用于监测压力仓的实时压力。
[0013]进一步的，磁性样品盘和磁性圆盘的中心轴同轴。
[0014]进一步的，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，还包括和
磁性圆盘连接的电机，用于控制磁性圆盘的转速，从而带动压力仓内的磁性样品盘转动，所述的电机还连接有电机控制器，用于对电机进行调控。
[0015]所述的磁性圆盘由铁材料制得，其在磁性圆盘圆周方向上均布多个剩磁>2T的钕铁硼永磁铁，且相邻的钕铁硼永磁铁的磁性方向相反。所述的多个≥4个，更优选为，在距离磁性圆盘圆周边缘2～3cm的圆周设置。
[0016]进一步的，所述的磁性样品盘由磁性样品圆盘，滚动轴承和金属柱构成，所述的磁性样品圆盘和设置在压力仓内底面的金属柱，通过滚动轴承连接。
[0017]进一步的，所述的磁性样品圆盘上设置有螺纹孔，用于固定测试的金属材料样品。
[0018]所述的磁性样品圆盘由铁材料制得，其在磁性样品圆盘圆周方向上均布多个剩磁>2T的钕铁硼永磁铁，均布方式同压力仓外的磁性圆盘，且相邻的钕铁硼永磁铁的磁性方向相反。所述的多个≥4个，更优选为，在距离磁性样品圆盘圆周边缘2～3cm的圆周设置。
[0019]进一步的，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，在压力仓壳体内壁上还设置有对磨杆支架，用于固定对磨杆。
[0020]所述的对磨杆优选为硬质合金材质对磨杆。
[0021]进一步的，对磨杆的中心轴和磁性样品盘轴心线不重叠。
[0022]进一步的，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机中，对磨杆上端连接有金属托盘，金属托盘用于添加砝码，改变磨损压力。
[0023]本专利技术的一种模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的方法，采用上述模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，包括以下步骤：
[0024]步骤1：将金属材料样品固定在压力仓内的磁性样品盘上，实验时，压力仓内注入海水，注入海水后，海水液面高于金属材料样品上表面，海水液面和金属材料样品上表面之差为3～5cm；
[0025]步骤2：通过加压装置，调整压力仓内的压强为3～10MPa；
[0026]步骤3：通过磁性圆盘转动，带动磁性样品盘转动，并根据关系：1MPa的压力等于100
±
10米海水深度处产生的压力，模拟300～1000m深海环境中金属材料的磨损情况。
[0027]所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的方法，通过磨损前后样品的质量变化判断金属材料在模拟不同深度海水环境中的磨损性能的优劣。
[0028]所述的步骤1中，所述的海水根据模拟实验的海水环境选取，压力仓的制备材料为质量纯度为99.9wt％纯铁所制。
[0029]所述的步骤1中，金属材料样品固定在磁性样品盘中，并通过螺纹孔固定。
[0030]所述的步骤3中，磁性样品盘转动的速率为5～100r/min。
[0031]所述的步骤3中，根据磨损压力标准，在金属托盘中施加相应的砝码。
[0032]本专利技术的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，其技术效果是：结构简单，操作方便，可以模拟测试金属材料在深海环境中的磨损性能。
[0033]并且，本专利技术通过磁力带动，不仅能够实现实验材料与对磨杆之间的磨损，从而得到金属材料在深海环境中的磨损性能，还能够搅动海水，模拟动态海水的冲刷性能，从而使得测试的结果更接近真实情况。
附图说明
[0034]图1为本专利技术模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机的结构示意图；
[0035]图2为磁性样品盘剖面图；
[0036]在以上图中，1、加压装置，2、压力仓壳体，3、支撑杆，4、电机，5、电机控制器，6、磁性圆盘，7、磁性样品盘，8、压力表，9、加压装置开关，10、对磨杆，11、对磨杆支架，12、金属托盘，13、砝码；701、磁性样品圆盘，702、滚动轴承，703、金属柱，704、螺纹孔。
具体实施方式
[0037]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步的详细说明。
[0038]在本专利技术的描述中，术语“中心”、“上方”、“下方”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0039]此外，还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，其特征在于，包括压力仓壳体，压力仓壳体形成试验机的压力仓，在压力仓内设置有磁性样品盘和对磨杆，对磨杆设置在磁性样品盘的上方；在压力仓外设置有和磁性样品盘相对应的磁性圆盘。2.根据权利要求1所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，其特征在于，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，还包括加压装置，加压装置通过管路和压力仓连通，用于调整压力仓的压力；和/或，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机还包括支撑杆，用于支撑压力仓壳体；和/或，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，还在压力仓上设置有压力表，用于监测压力仓的实时压力；和/或，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，在压力仓壳体内壁上还设置有对磨杆支架，用于固定对磨杆；和/或，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机中，对磨杆上端连接有金属托盘，金属托盘用于添加砝码，改变磨损压力。3.根据权利要求2所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，其特征在于，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，在压力仓连接加压装置的管路上设置有加压装置开关。4.根据权利要求1所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，其特征在于，所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，还包括和磁性圆盘连接的电机，用于控制磁性圆盘的转速，从而带动压力仓内的磁性样品盘转动，所述的电机还连接有电机控制器，用于对电机进行调控。5.根据权利要求1所述的模拟测试金属材料在深海环境中磨损性能的试验机，其特征在于，所述的磁性圆盘由铁材料制得，其在磁性圆盘圆周方向上均布多个剩磁>2T的钕铁硼永磁铁，且相邻的钕铁硼永磁铁的磁性方向相反。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯长杰，王赫男，芦鑫，吴鸿，张洪亮，辛丽，鲍泽斌，王福会，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：