[发明专利]一种薄板带退火装置及防止薄板带试样变形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板带退火试验装置，特别涉及一种热模拟试验机薄板带退火装置及防止薄板带试样变形的方法。

背景技术

连续退火模拟实验机是研究冷轧产品的组织性能与退火工艺关系的有效工具，对于开发冷轧产品具有重要意义。

中国专利CN200510023266.9公开了一种带钢连续退火工艺模拟装置，可连续模拟带钢试样在连续退火炉内的加热、均热、缓冷、快冷、过时效的过程。然而，在加热、均热过程中试样的热膨胀及受力情况的变化会使试样产生变形，该发明所提供的装置没有明确是否可以在退火过程中对试样施加张力及有效防止试样变形的措施。现有的多功能退火模拟器是将试样作为电阻直接通电加热，退火在空气中进行。虽然其配置了各种冷却模式，但在空气中退火试样会发生氧化。

美国DSI制造的Gleeble系列热模拟试验机可以通过选配不同组件，完成模拟一定的工艺。其中的Gleeble-3800热模拟试验机的通用系统提供了两套动力系统，即液压系统和气压缸(空气锤)系统。为模拟板带退火试验，该通用系统配备了一套板带退火组件。通过更换通用系统中的夹具组件，安装上板带退火的夹具装置，并配备相应的冷却装置，即组成了板带退火系统。为使板带退火试验中的板带处于张力作用，膨胀时不受液压主轴的干扰，因此，在进行模拟试验前，要将联轴器(连接液压主轴部分)拆除掉，以便板带一端的夹具仅在气缸带动的连接轴的作用下在轴向往复运动，达到安装试样以及板带处于张力状态的目的。

试验前，真空罐要抽真空，使真空罐内、外产生气压差，若气缸“tens.”开关处于关闭状态，随着真空罐内、外产生的气压差增大，此时连接轴带动夹紧板带试样一端的夹具沿着轴向压缩板带试样，从而造成板带试样的弯曲变形；若在试验前气缸“tens.”开关处于打开状态，虽然气缸会沿着轴向产生拉力，抵消由于气压差所产生的作用力，但在试验过程的冷却段，真空又要被破坏掉。随着冷却的进行，真空罐的内、外压力差减小，导致板带试样受气缸的拉力与真空罐内、外压力差的合力增大，由于板带试样高温时具有较低的强度，这样板带试样会产生不同程度的拉伸变形，甚至被拉断；若在此时程序设定关闭“tens.”开关，气缸的拉力突然消失，导致薄板带试样受力失衡，板带试样又会由于气压差的作用产生较严重的弯曲变形现象；气缸的拉/压力是在系统启动程序时预先设置好的，并且在试验的整个过程中是不可控制的。此外，由于在气缸的拉/压力作用下，由连接轴带动夹头的运动不可控，因此在安装试样时，需反复开、关气缸的“tens./comp.”来调整两夹头的距离，其调整的过程费时、费力，难度较大。

然而，对于薄板带试样尤其是厚度在1毫米以下的板带试样，在进行退火工艺模拟的实际操作中，由于试样的热膨胀以及受力情况影响，若采用上述技术，会导致其出现较明显的变形，使模拟试验失真，同时给后续的力学性能测试带来了困难，造成测试数据的不准确。

因此，应用现有的设备及方法，难于实现薄板带在退火工艺过程中保持平直，影响了其后续性能测试的可靠性，有待于提出一种薄板带退火装置及防止薄板带试样变形的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种薄板带退火装置及防止薄板带试样变形的方法，以实现薄板带退火工艺的模拟试验。

本发明采用了如下技术方案：

1.本发明的装置包括夹头、试样、冷却装置、真空罐、机架、连接轴、气缸、固定螺丝、连接螺丝、法兰和弹性体，两夹头分别夹紧薄板带试样位于真空罐内，其中一个夹头与连接轴相连，连接轴由气缸通过气压驱动，气缸安装在机架上，其特征在于，法兰和弹性体套在并固定于连接轴上，弹性体位于机架和法兰之间。

本发明的具体结构有，弹性体可以为碟形弹簧或其它弹性体，将其套于连接轴上；法兰为整体或分体式结构。

本发明所采用的弹性体可以为碟形弹簧或其它弹性体，将其套于连接轴上，调整两夹头之间的距离，在模拟实验过程中，弹性体可以根据试样所受的拉/压力产生一个反作用力，从而有效地防止试样的变形。

2.气缸压力的设定方法

针对试样在试验过程的分析，设定气缸压力。所设定的气缸压力值，使薄板带试样高温时处于微张力状态，不产生弯曲。在设备空载条件下，调解气缸压力，记录使连接轴刚好运动时气缸压力的值，即为滑动摩擦力。

1)安装试样时有如下关系式

N＝T-f＝KΔL    (1)

其中，T为气缸拉/压力，f为连接轴所受的滑动摩擦力，K为与弹性体性质有关的参数，N为弹性体的弹力