[发明专利]一种金属半固态触变成型模拟试验装置与方法

权利要求书

1.一种金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：该装置包括压力机构，下压工具头，切变工具头，加热装置，载料台，传感装置和数据采集系统，所述的压力机构分别与所述的下压工具头和切变工具头相连接，所述的下压工具头与切变工具头在压力机构作用下可以分别独立运动，所述的载料台上放置坯料，所述的加热装置位于载料台上方，可对坯料进行加热，所述的下压工具头和切变工具头位于所述的载料台和加热装置的上方，所述的传感装置设置在所述的压力机构和载料台上，所述的传感装置与所述的数据采集系统相连接。

2.根据权利要求1所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的压力机构采用液压或气压形式提供压力。

3.根据权利要求1所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的加热装置为加热线圈，为感应加热或电阻加热形式。

4.根据权利要求1所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的下压工具头为两个半圆柱形结构，两个半圆柱之间的缝隙可调整。

5.根据权利要求1所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的切变工具头位于所述的下压工具头的两个半圆柱形结构之间，其形状为片状。

6.根据权利要求1所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的传感装置包括温度传感器、压力传感器、位移传感器和速度传感器。

7.根据权利要求6所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的压力传感器、位移传感器和速度传感器设置于压力机构中。

8.根据权利要求6所述的金属半固态触变成型模拟试验装置，其特征在于：所述的温度传感器为热电偶，设置于载料台的中部，热电偶的一部分露出于载料台上部，垂直于载料台。

9.采用权利要求1-8中任一项所述的装置进行金属半固态触变成型模拟试验的方法，包括以下步骤：

(1)将待测试坯料放置到载料台上，并选定切变工具头；

(2)启动加热装置开始对坯料加热，同时下压工具头通过压力机构以一定的压力压在坯料上；

(3)当坯料加热到半固态状态时，在下压工具头的压力下，载料台上的热电偶插入到坯料内部，将坯料内部不同位置的温度信号传输给数据采集系统；

(4)当坯料温度达到预定试验值后，切变工具头通过压力机构以设定速度或者设定压力下压，直至将坯料从中间切开，下压过程中压力、速度和位移信号均通过传感装置传输给数据采集系统；

(5)通过变换切变温度、切变工具头规格、切变速度或切变压力，重复步骤(1)-(4)，获得一组反映材料触变性能的数据。