CN110260671A - 一种基于直线运动的振荡压力材料处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于直线运动的振荡压力材料处理***，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***相连；加载压头安装有载荷传感器，控制***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。本发明通过加载***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。
Description
技术领域
本发明涉及材料处理技术领域，具体为一种基于直线运动的振荡压力材料处理***。
背景技术
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，***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。
发明内容
针对上述问题，本发明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***。技术方案如下：
一种基于直线运动的振荡压力材料处理***，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***；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***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***相连；加载压头安装有载荷传感器，所述控制***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***10，温控***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***11，所述气控***保护气氛为氩气或氮气。
本发明的有益效果是：本发明通过加载***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为是本发明振荡材料处理***示意简图。
图2为实例1提出的一种振荡材料处理***加载装置示意图。
图3为实例2提出的一种振荡材料处理***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***；9-真空泵组；10-温控***；11-气控***；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发明做进一步详细说明。如图1所示，本发明的基于直线运动的振荡压力材料处理***，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***；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***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***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***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***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***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***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***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***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***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***8相连，定子上方为可沿导轨13上下***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***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***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***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。
Claims (7)
1.一种基于直线运动的振荡压力材料处理***，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***；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***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***（8）相连；加载压头（1）上安装有载荷传感器（4），所述控制***（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***，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***，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***，其特征在于，所述真空炉体（7）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。
5.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***，其特征在于，还包括温控***（10），温控***（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。
6.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***，其特征在于，所述真空炉体（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。
7.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***，其特征在于，还包括用以实现抽真空和充保护气氛操作的气控***（11），所述气控***（11）保护气氛为氩气或氮气。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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