[发明专利]用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备和试验方法

权利要求书

1.一种用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，包括工作台（1）、加热炉（2）、机械臂（4）、机械臂行程控制系统、试件夹具（5）、传动轴（6）和与传动轴（6）连接的用于驱动试件夹具（5）旋转的旋转电机（7），加热炉（2）内设有用于盛放熔融状态金属熔液的坩埚（3），传动轴（6）通过轴承与机械臂（4）枢接；其特征在于：还包括用于盛放脱模剂的冷却桶（8）；所述机械臂行程控制系统包括用于控制机械臂（4）在加热炉（2）与冷却桶（8）之间移动的横向移动机构、用于控制机械臂（4）垂直上下的升降机构和PLC控制器（9），横向移动机构、升降机构和旋转电机（7）分别与PLC控制器（9）电连接；所述机械臂（4）通过升降机构和横向移动机构与工作台（1）连接；所述试件夹具（5）与传动轴（6）可拆式连接且设有多个夹头（5.1）。

2.根据权利要求1所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：横向移动机构包括与工作台（1）固定的横向移动导轨（11）、横向丝杆、横向丝杆螺母和用于驱动横向丝杆转动的第一电机（12），升降机构连接在横向丝杆螺母上并与横向移动导轨（11）滑配合；第一电机（12）与PLC控制器（9）电连接。

3.根据权利要求2所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述横向移动导轨（11）上设有左限位行程开关（13）和右限位行程开关（14），左限位行程开关（13）和右限位行程开关（14）分别与PLC控制器（9）电连接。

4.根据权利要求2所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述升降机构包括连接在横向丝杆上并与横向移动导轨（11）滑配合的垂直方向移动导轨（21）、垂直丝杆、垂直丝杆螺母和用于驱动垂直丝杆转动的第二电机（22），机械臂（4）连接在垂直丝杆螺母上并与垂直方向移动导轨（21）滑配合；第二电机（22）与PLC控制器（9）电连接。

5.根据权利要求4所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述垂直方向移动导轨（21）上设置有上限位行程开关（23）和下限位行程开关（24），上限位行程开关（23）和下限位行程开关（24）分别与PLC控制器（9）电连接。

6.根据权利要求1所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述夹头（5.1）上设有用于卡设试件（100）的卡槽（5.1.1），卡槽（5.1.1）两侧壁上设有用于与固定试件（100）的螺钉配合的螺纹孔（5.1.2）。

7.根据权利要求6所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述夹头（5.1）为五个且径向圆周均匀分布。

8.根据权利要求1所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述加热炉（2）为电阻炉，所述坩埚（3）为用于盛放熔融铝液的石墨坩埚；还包括热电偶探头（41），热电偶探头（41）通过反馈线（42）与电阻炉控制箱（43）电连接。

9.根据权利要求1所述的用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备，其特征在于：所述机械臂（4）的底部设有隔热棉（10）。

10.一种用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验方法，其特征在于：包括以下具体步骤，先将一组试件（100）固定在试件夹具（5）的夹头（5.1）上；然后在PLC控制器（9）上设置各种参数，包括加热炉（2）的温度、试件（100）在熔融状态金属熔液中的受热时间、旋转电机（7）的转速、第一电机（12）的转速、第二电机（22）的转速、试件（100）在脱模剂中的冷却时间以及试件（100）在熔融状态金属熔液中的受热与在脱模剂中的冷却的循环次数；接着由权利要求1~9任一项所述的试验设备开始运行，通过机械臂行程控制系统使试件（100）在熔融状态金属熔液中的受热与在脱模剂中的冷却之间循环，在达到设定的循环次数时试验设备停止运行；取下试件（100）后，比较分析这组试件（100）的实验结果。