[实用新型]一种振荡压力材料处理系统

说明书

本实用新型公开一种振荡压力材料处理系统，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，施压装置包括固定设置于主机框架上的支座，环形永磁体固定在支座上，其外部设有可上下自由移动的带铁芯的线圈绕组，带铁芯的环形线圈固定于加载压头顶部，并连接到电控系统；根据载荷传感器和位移传感器反馈的信号，通过电控系统调节线圈加载电流的频率和大小，控制加载压头往复运动的频率、压力和幅度。本实用新型通过加载系统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。

技术领域

本实用新型涉及材料处理技术领域，具体为一种振荡压力材料处理系统。

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，系统复杂，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。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型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振荡压力材料处理系统。技术方案如下：

一种振荡压力材料处理系统，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，所述施压装置包括固定设置于主机框架上的支座，环形永磁体固定在支座上，其外部设有可上下自由移动的带铁芯的环形线圈绕组；带铁芯的环形线圈绕组固定于加载压头顶部，并连接到电控系统；环形永磁体与带铁芯的环形线圈绕组之间，以及带铁芯的环形线圈绕组与支座之间均由柔性支撑件保持适当间隙；根据载荷传感器和度位移传感器反馈的信号，通过电控系统调节环形线圈绕组加载电流的频率和大小，控制加载压头往复运动的频率、压力和幅度，形成闭环控制系统。

进一步的，所述施压装置频率为0.01-100Hz，加载压力为0-100MPa，位移幅度为0-100mm。

更进一步的，所述支座顶部安装有位移传感器，加载压头上安装有载荷传感器。

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，还包括温控系统，温控系统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系统，所述气控系统保护气氛为氩气或氮气。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过加载系统可以为材料处理过程提供频率、压力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