[发明专利]一种高通量锻造热控制方法

说明书

一种高通量锻造热控制技术，属于材料塑性加工热控制领域包括加热系统和热电控制系统及隔热耐压陶瓷台和底金属台；加热棒、加热室、导热增强样品台、隔热板、整体式保温装置构成了加热系统；温度传感器、可控硅调压器、温度显示仪、电流电压检测表、固态继电器、熔断器构成热电控制系统；加热室内部放置加热棒，加热室上方为导热增强样品台，下方为隔热耐压陶瓷台，各个加热室通过温度传感器、可控硅调压器、继电器、熔断器、电流电压检测表对温度进行实时监测和控制，各样品台之间通过隔热板分隔，样品台外部通过整体保温罩隔热保温。本发明能实现快速筛选最优试样及最佳锻造工艺参数，大大缩短材料研发周期，降低研发成本。

技术领域

本发明属于材料塑性加工热控制领域，特别是涉及一种高通量锻造热控制方法。

技术背景

随着材料基因组工程的深入发展，要求研究人员以更短的时间、更低的成本，致力于新材料的研发，材料的高通量实验就应用而生。材料高通量实验是在短时间内完成批量样品的制备与表征，其关键思想是将传统材料研究中的顺序迭代改为并行处理，来提升材料研究效率。通过高通量实验，不仅可以快速建立材料的成分-结构-性能之间的关系，加速材料的开发和研究，还可以为材料模拟计算提供实验验证，使计算模型更加准确。

锻造是一种广泛应用的材料塑性加工工艺，变形温度对合金的塑性加工行为有显著影响，因此控制变形温度对于塑性加工工艺显得尤为重要。目前主要通过Gleeble试验机压缩热模拟实验代替普通锻造镦粗热模拟实验，但Gleeble试验机一次只能做一个压缩热模拟实验、效率较低，无法满足高通量热压缩模拟要求，另外传统的锻造液压机不设置加热系统，工件在加热炉中加热到一定温度后再放入液压机中锻压，这种方法温度下降明显而且操作困难，因此设计一套高通量锻造热模拟实验的加热控制系统可以更好的满足高通量实验的需要。

本发明提供一种高通量锻造热控制方法，利用该技术可以一次加热多个样品，可以设定多组温度并控制，批量完成不同温度参数下的锻造热模拟实验，得到多个样品不同工艺条件下的数据。该技术是高通量锻造实验中热控制的关键技术，是高通量锻造实验的必备条件，只有掌握好热控制方法，才能实现快速筛选最优试样及其最佳锻造工艺参数，从而大大缩短材料研发周期，降低研发成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高通量锻造热控制方法，可以在液压机上安装热控制系统，设定多组温度，控制一次加热多组样品，达到给定值后进行锻造实验。该热控制系统不仅可为高通量锻造模拟的每个样品提供热源，还可以分别控制温度，从而满足高通量锻造的加热要求。

一种高通量锻造热控制方法，其特征在于包括加热系统和热电控制系统及隔热耐压陶瓷台和底金属台；加热棒、加热室、导热增强样品台、隔热板、整体式保温装置构成了加热系统；温度传感器、可控硅调压器、温度显示仪、电流电压检测表、固态继电器、熔断器构成了热电控制系统；加热室内部放置加热棒，加热室上方设计导热增强样品台用于快速加热样品，下方设计隔热耐压陶瓷台用于减少底部散热，同时各个加热室通过温度传感器、可控硅调压器、继电器、熔断器、电流电压检测表对温度进行实时监测和控制，各个样品台之间通过隔热板分隔，整个样品台外部通过整体保温罩隔热保温，热电控制系统中各个部件能根据样品种类不同而灵活更换。

优选地，所述电阻加热棒为五组相互独立的加热棒，分别给每组样品提供热源，并控制温度，它的可控温度范围为20-1100℃。

优选地，所述加热室内部设计特殊圆孔槽用于放置加热棒，并通过减小加热室上壁厚度，增大下壁厚度，使得热量集中向上传递，向下散热减少，实现定向导热。

优选地，所述导热增强样品台选用导热性能好，高温强度高的材料，该材料可以根据试样种类的不同进行更换，五个导热增强样品台高度呈阶梯型；每个加热室上方设计固定卡槽，导热增强样品台通过卡槽固定在每个加热室的上方，增强向上方向的定向导热。