基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法技术

本发明专利技术提供了一种用于小直径管材的高温力学性能测试装置及方法，涉及材料力学性能测试技术领域，包括可编程电源、PID控制器、热成像仪、高速相机、激光源、夹持夹具和电脑，可编程电源连接PID控制器并与夹持夹具电极上的接孔相连，PID控制器与热成像仪和可编程电源相连，热成像仪与PID控制器和电脑相连。可编程电源可使材料温度在60秒内升到500℃以上。基于夹持夹具的可变换性，所以可以夹持不同直径大小的管材。采用的是非接触式激光散斑的DIC系统，可以测量管材的应变及全应变场。本发明专利技术有效解决了小直径管材无法快速加热的问题和在高温时无法直接对管材进行非接触式力学性能测量问题，并且该测量方法精确性和重复性极高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料成形，特别地涉及一种基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法。

技术介绍

1、目前作用为汽车零件和飞机构件的材料，如钛合金、镁合金、铝合金和高强度钢，在常温下通常具有的低塑性和塑性变形后的显著回弹效应，这些特性一直是制造业和科学研究领域的关注重点。

2、为克服轻质高强度材料在制造管材时的难成形性问题，工业生产目前主要采用热滚弯、热拉拔和热挤压等方法。但是，传统的热成形工艺主要有直接加热和间接加热两种方式，存在多个不足之处。例如，传统热成形工艺所需加热时间过长，坯料加热过后从炉内移动到成形工位时能量损失严重，温度已有所降低。其次，加热效率低，板料表面容易出现脱碳和严重氧化问题，这会影响成品的尺寸精度和表面粗糙度。传统炉内加热的加热速率很低且高温炉内加热具有一定的滞后性，由于加热效率低会导致加热时间过长进而导致材料微观组织出现一定的变化。

3、鉴于这些挑战，一种更高效的加热方法是利用金属材料本身的电阻，通过焦耳热效应实现自阻加热。这种方法加热速度快，能源消耗低，是一种绿色且高效的加热方式。研究显示，电流在金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，采用线切割的方法对合金管进行结构优化，使其部分宽度小于合金管的外径,预先在PID控制器中设置所需要的拉伸温度；可编程电源根据PID控制器的控制提供能量使合金管达到指定温度，利用热成像仪观察合金管各部分的温度变化，根据热成像仪的显示，合金管被加热至第一预定温度后，保温一定时间后，冷却至第二预定温度。

2.根据权利要求1所述的基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，保温的同时对合金管进行成形加工。

3.根据权利要求1所述的基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，...

【技术特征摘要】

1.一种基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，采用线切割的方法对合金管进行结构优化，使其部分宽度小于合金管的外径,预先在pid控制器中设置所需要的拉伸温度；可编程电源根据pid控制器的控制提供能量使合金管达到指定温度，利用热成像仪观察合金管各部分的温度变化，根据热成像仪的显示，合金管被加热至第一预定温度后，保温一定时间后，冷却至第二预定温度。

2.根据权利要求1所述的基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，保温的同时对合金管进行成形加工。

3.根据权利要求1所述的基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，通过结构优化设置合金管的横截面变化，控制电辅助加热过程中合金管的温度分布，进而影响材料性能。

4.根据权利要求1所述的基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，第一预定温度高于合金管的回复及再结晶温度。

5.根据权利要求1所述的基于电辅助成形的零件结构优化及材料性能提升方法，其特征在于，对第二预定温度的合金管进行拉伸测试，测试装置包括可编程电源、pid控制器、热成像仪、高速相机、激光源、夹持夹具；所述可编程电源连接pid控制器并与夹持夹具的电极相连；所述pid控制器与热成像仪和可编程电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑秋，朱汪飞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：