一种钛铜复合棒结合强度检测方法及设备技术

技术编号：40953300 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-18 20:29

本发明专利技术公开了一种钛铜复合棒结合强度检测方法及设备，该检测方法包括以下步骤：1)对钛铜复合棒材相对的两端分别进行车削和镗孔，得到所需试样；2)设计一检具并将试样和检具锁紧在一起；3)将步骤2)所得产品固定在拉伸机上进行拉伸试验，将试样的钛覆材和铜基材脱离，读取脱离所需拉伸力F；4)根据拉伸力F计算钛覆材和铜基材的结合强度；5)输出步骤4)所得结果。本发明专利技术的试样加工成本低，加工周期短，车加工即可，便于操作，利用检具锁紧试样进行拉伸测试，能够有效检测钛铜复合棒的结合强度，检测结果准确，检测周期短，成本低廉，可重复使用，适合进行工业化推广使用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于强度检测，具体涉及一种钛铜复合棒结合强度检测方法及设备。

技术介绍

1、钛铜复合材料，主要是指在铜材表面包覆一定厚度(1.0-1.2mm)的钛层的复合材料，因具有较优秀的力学性能、抗腐蚀性能和导电性能，被广泛应用于化工、海洋和航空航天等领域。

2、钛铜复合材料的层间结合强度是指钛铜在叠层复合后相邻层之间结合力。结合强度低的钛铜复合材料很容易出现层间的分层破坏，将会严重降低复合材料层合板的刚度和强度。因此，层间结合强度是钛铜复合材料设计和生产中必须考虑的重要问题。层间结合强度的测试与评价，对于合理设计钛铜复合材料，以及扩大其应用范围和确保其使用安全性是十分重要的课题。

3、传统的层间结合强度的检测方法通常需要提前制取专门的试样，试样加工复杂且耗时较长，平均每8h才能制作一件试样，大大增加了检测成本和检测周期，同时因试样钛覆件和铜材之间的结合力较小，影响结果稳定性的因数较多，导致检测结果不稳定、不准确。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种钛铜复合棒结合强度检测方法及设备。

2、为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用的技术方案为：

3、一种钛铜复合棒结合强度检测方法，包括以下步骤：

4、1)制样

5、对钛铜复合棒材相对的两端分别进行车削和镗孔，得到所需试样，其中，所述钛铜复合棒材包括由内至外依次设置的铜基材和钛覆材；

6、2)装夹

7、设计一检具并将试样和检具锁紧在一起；

8、3)拉伸

9、将步骤2)所得产品固定在拉伸机上进行拉伸试验，将试样的钛覆材和铜基材脱离，读取脱离所需拉伸力f；

10、4)计算

11、根据拉伸力f计算钛覆材和铜基材的结合强度；

12、5)输出步骤4)所得结果。

13、进一步的，步骤1)中，对钛铜复合棒材相对的两端分别进行车削和镗孔，得到所需试样的步骤包括：

14、首先，截取长度为l的钛铜复合棒材，定义钛铜复合棒材的外径为d，铜基材的外径为d；

15、随后，将钛铜复合棒材一端的外径车削至d1，d1<d，车削长度为l1，将钛铜复合棒材相对的另一端镗孔，孔径为d2，d>d2>d>d1，镗孔深度为l2，钛覆材和铜基材的结合部的长度l0＝l-l1-l2>0，得到所需试样。

16、进一步的，所述钛铜复合棒材的长度l＝65mm，车削外径d1＝d-0.1～0.5mm，车削长度l1＝20mm，孔径d2＝d+0.1～0.5mm，镗孔深度l2＝15mm，所述钛覆材和铜基材的结合部的长度l0＝l-l1-l2＝30mm。

17、进一步的，步骤2)中，设计一检具并将试样和检具锁紧在一起的步骤包括：

18、21)设计检具

19、所述检具包括自锁柄、支撑杆和若干个斜锲；

20、22)将支撑杆大径端放入步骤1)所得试样的镗孔内；

21、23)在试样的镗孔内、支撑杆周围均匀插入若干个斜锲，保证斜锲围绕支撑杆排列成环形；

22、24)将自锁柄装配就位并锁紧于支撑杆相对的另一端，在锁紧力的作用下，斜锲被支撑杆撑开，从而将试样和检具锁紧在一起。

23、进一步的，所述支撑杆与自锁柄相连的一端设置有外螺纹并中心开孔，相对的另一端为圆柱面与若干个平锥面相交，所述平锥面的个数为偶数，所述平锥面和斜锲的数量相同，每个斜锲上的锥面均与一个平锥面相适配，所述支撑杆的锥面圆周尺寸为上小下大，越靠近外螺纹尺寸越小，越远离外螺纹尺寸越大。

24、进一步的，每个平锥面与中轴线之间的夹角为2°-8°，所述支撑杆设置外螺纹的一端中心开六边平底孔，深10mm。

25、进一步的，步骤23)中，在试样的镗孔内、支撑杆周围插入4-8个斜锲，所述斜锲上的锥面与支撑杆上的平锥面相适配且一一配合，装配斜锲后斜锲围绕支撑杆排列成环形，整体内锥面尺寸为上小下大，与支撑杆的锥面圆周尺寸趋势一致。

26、进一步的，步骤3)中，将步骤2)所得产品固定在拉伸机上，所述拉伸机的上夹头夹紧自锁柄外壁，所述拉伸机的下夹头夹紧试样的铜基材外壁。

27、进一步的，所述结合强度的计算公式为：

28、p＝f/a

29、其中，p为结合强度，a为理论计算的钛覆材和铜基材之间的接触面积，d为铜基材的外径，l0为钛覆材和铜基材的结合部的长度。

30、本专利技术还公开了一种钛铜复合棒结合强度检测设备，采用如上所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法进行检测，所述设备包括：

31、检具，用于将试样锁紧在检具上，所述检具包括自锁柄、支撑杆和若干个斜锲，所述支撑杆一端为圆柱面与若干个平锥面相交，放入试样的镗孔内，所述支撑杆相对的另一端设置有外螺纹并与自锁柄锁紧连接，所述支撑杆设置外螺纹的一端中心开孔，所述斜锲插入镗孔内并围绕支撑杆外围排列成环形，所述平锥面的个数为偶数，所述平锥面和斜锲的数量相同，所述斜锲上的锥面与支撑杆上的平锥面相适配且一一配合，所述支撑杆的锥面圆周尺寸为上小下大，装配斜锲后整体内锥面尺寸为上小下大；

32、拉伸机，用于对锁紧于检具上的试样进行拉伸试验，以便于计算获得试样的钛覆材和铜基材的结合强度。

33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：

34、本专利技术公开了一种钛铜复合棒结合强度检测方法及设备，该检测方法包括以下步骤：1)制样：对钛铜复合棒材相对的两端分别进行车削和镗孔，得到所需试样，其中，所述钛铜复合棒材包括由内至外依次设置的铜基材和钛覆材；2)装夹：设计一检具并将试样和检具锁紧在一起；3)拉伸：将步骤2)所得产品固定在拉伸机上进行拉伸试验，将试样的钛覆材和铜基材脱离，读取脱离所需拉伸力f；4)计算：根据拉伸力f计算钛覆材和铜基材的结合强度；5)输出步骤4)所得结果。本专利技术提供的钛铜复合棒结合强度检测方法及设备，试样制作和加工成本低，加工周期短，车加工即可，耗时约0.5h/件，花费约10元，利用检具锁紧试样进行拉伸测试，能够有效检测钛铜复合棒的层间结合强度，检测结果准确，检测周期短，成本低廉，可重复使用，适合进行工业化推广使用。

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【技术保护点】

1.一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，步骤1)中，对钛铜复合棒材相对的两端分别进行车削和镗孔，得到所需试样的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，所述钛铜复合棒材的长度L＝65mm，车削外径d1＝d-0.1～0.5mm，车削长度L1＝20mm，孔径d2＝d+0.1～0.5mm，镗孔深度L2＝15mm，所述钛覆材和铜基材的结合部的长度L0＝L-L1-L2＝30mm。

4.根据权利要求1所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，步骤2)中，设计一检具并将试样和检具锁紧在一起的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，所述支撑杆与自锁柄相连的一端设置有外螺纹并中心开孔，相对的另一端为圆柱面与若干个平锥面相交，所述平锥面的个数为偶数，所述平锥面和斜锲的数量相同，每个斜锲上的锥面均与一个平锥面相适配，所述支撑杆的锥面圆周尺寸为上小下大，越靠近外螺纹尺寸越小，越远离外螺纹尺寸越大。

6.根据权利要求5所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，每个平锥面与中轴线之间的夹角为2°-8°，所述支撑杆设置外螺纹的一端中心开六边平底孔。

7.根据权利要求4所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，步骤23)中，在试样的镗孔内、支撑杆周围插入4-8个斜锲，所述斜锲上的锥面与支撑杆上的平锥面相适配且一一配合，装配斜锲后斜锲围绕支撑杆排列成环形，整体内锥面尺寸为上小下大，与支撑杆的锥面圆周尺寸趋势一致。

8.根据权利要求1所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，步骤3)中，将步骤2)所得产品固定在拉伸机上，所述拉伸机的上夹头夹紧自锁柄外壁，所述拉伸机的下夹头夹紧试样的铜基材外壁。

9.根据权利要求1所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，所述结合强度的计算公式为：

10.一种钛铜复合棒结合强度检测设备，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法进行检测，所述设备包括：

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【技术特征摘要】

1.一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，所述钛铜复合棒材的长度l＝65mm，车削外径d1＝d-0.1～0.5mm，车削长度l1＝20mm，孔径d2＝d+0.1～0.5mm，镗孔深度l2＝15mm，所述钛覆材和铜基材的结合部的长度l0＝l-l1-l2＝30mm。

4.根据权利要求1所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，步骤2)中，设计一检具并将试样和检具锁紧在一起的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的一种钛铜复合棒结合强度检测方法，其特征在于，所述支撑杆与自锁柄相连的一端设置有外螺纹并中心开孔，相对的另一端为圆柱面与若干个平锥面相交，所述平锥面的个数为偶数，所述平锥面和斜锲的数量相同，每个斜锲上的锥面均与一个平锥面相适配，所述支撑杆的锥面圆周尺寸为上小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长江，
申请(专利权)人：江苏宇钛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：

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