[发明专利]一种用于双金属复合管之基覆管界面结合强度测试模具及方法

说明书

本发明公开了一种用于双金属复合管之基覆管界面结合强度测试模具及方法，涉及材料性能测试领域，包括上模板和下模座；所述上模板与下模座之间通过导柱导向连接；所述上模板上安装有上模座，上模座上安装有冲头刀块，所述下模座内设置有下模刀口；所述下模刀口中心开设有阶梯孔；所述冲头刀块外径与基覆管外管内径相同，下模刀口中的阶梯孔中有一个孔的内径与其配合的冲头刀块外径相同。冲头刀块和上模座可拆卸连接，可以只对冲头刀块进行更换，下模刀口采用一模多刀口设计，一个下模刀口可以对多种试样进行压剪实验，操作容易，极大地降低了成本；模具零件的数量少，结构简单，使用和维护方便，模具的使用寿命长。

技术领域

本发明为材料性能测试领域，具体涉及到一种压剪模具，利用该模具能快速、精确地完成双金属复合管的基覆管界面结合强度的测试模具及方法。

背景技术

双金属复合管是一类特殊管材，由两层不同材质的金属管通过各种变形和连接技术紧密结合而成。一层管材通常相对较厚，起到载体作用，被称之为“基管”；另一层管材相对较薄，包覆或内衬在基管上，被称之为“覆管”。双金属复合管能够综合双材料的力学性能优势，且节约宝贵的金属资源，具有广阔的应用前景。在对双金属复合管进行应用和二次塑性加工研究时，基、覆管界面结合强度是非常重要的分析参数，而此参数的获取需要进行压剪试验，并需要采用专用的压剪模具。当基、覆管界面结合强度较高，尤其是冶金结合的双金属复合管在压剪测试过程中，容易产生较大的塑性变形，其压剪模具对导向、定位精度的要求较高，凸模外形设计还应该有利于减小测试时基、覆管分离导致的塑性变形。此外，压剪测试时，不同口径的双金属管需要不同尺寸的压剪模具配合，为了降低实验成本，其压剪模具的冲头刀块、下模刀口应该具有快捷更换或适用多尺寸变换的能力。但是，目前上述技术要求均未能满足。

发明内容

为解决上述存在的问题中的一个或者多个，本发明提供了一种用于双金属复合管界面结合强度测试的模具及方法，该模具针对不同尺寸规格的双金属管，能够快捷地变换冲头刀块，同时，配合具备多层阶梯槽的下模刀口，高效地进行压剪实验；该装置具备定位支架，支架上开设导向孔，能够对凸模的行程导向、定位，具有导向精度高、定位精度高、结构简单、使用寿命长、外形设计有利于减小测试时基、覆管分离导致的塑性变形等特点，当基、覆管界面结合强度较高时，压剪实验时试样会产生挤压变形，因此冲头刀块的阶梯外圆表面采用圆弧过渡。

一种用于双金属复合管界面结合强度测试的模具，包括上模板和下模座；所述上模板与下模座之间通过导柱导向连接；所述上模板上安装有上模座，上模座上安装有冲头刀块，所述下模座内设置有下模刀口；所述下模刀口中心开设有阶梯孔；所述冲头刀块外径与基覆管外管内径相同，下模刀口中的阶梯孔中有一个孔的内径与其配合的冲头刀块外径相同。

进一步的，所述冲头刀块从上至下包括第一轴和第二轴；所述第一轴直径大于第二轴直径；且第一轴的直径等于基覆管外管内径。

进一步的，所述下模刀口为T字形结构。

进一步的，所述下模刀口中心的阶梯孔有若干层。

进一步的，所述冲头刀块与上模座通过螺纹连接，可根据基覆管尺寸更换不同的冲头刀块。

进一步的，所述第一轴和第二轴之间采用弧形过渡。

用于双金属复合管之基覆管界面结合强度测试方法，包括如下步骤：

步骤一：根据基覆管外管内径选择和其内径相同的下模刀口的阶梯孔中的孔B，和与孔B相邻的直径尺寸大于孔B的孔A；将基覆管置于相应的下模刀口的孔A内，孔A对基覆管进行初步约束，选择与基覆管外管内径尺寸相同的冲头刀块安装在上模座上；

步骤二：冲头刀块向下运动，第二阶梯轴的弧形结构会逐渐与基覆管内径处接触，对基覆管起到进一步约束，使基覆管外管的内径和孔B内壁相重合；