[发明专利]一种通过旋转压缩研究曼内斯曼效应的方法

说明书

一种通过旋转压缩研究曼内斯曼效应的方法，包括以下步骤：1)、根据研究内容所需，确定坯料及尺寸，坯料一端钻有盲孔；2)、将坯料在加热炉中加热至实验温度；3)、在液压机上按照设定的参数及方法对步骤2)加热后的坯料进行旋转压缩，本发明通过旋转压缩坯料的方法，通过控制道次压下量，测量盲孔直径及坯料端部的变形情况，观察坯料不同变形量下的曼内斯曼效应，通过采用这种稳定、简单易操作、具有独特优势的旋转锻造技术，更贴近斜轧穿孔的变形原理，更准确地探究斜轧穿孔过程中的曼内斯曼效应。

技术领域

本发明涉及斜轧穿孔加工技术领域，特别涉及一种通过旋转压缩研究曼内斯曼效应的方法。

背景技术

斜轧过程中，曼内斯曼效应(即锻压效应)是指坯料在反复旋转压缩的过程中，心部产生的拉应力能够显著减小穿孔的变形阻力的现象。由于斜轧穿孔过程中的曼内斯曼效应尚未研究清楚，穿孔过程中易出现顶头磨损严重，在变形过程中的温升过高，甚至可超过100-200℃，获得的微观结构不理想等问题。

目前的研究表明，对于斜轧穿孔过程中的曼内斯曼效应的研究大多是通过斜轧机实验完成的，但该方法对设备要求较高，且无法观察小变形量下的曼内斯曼效应。对于碳钢的曼内斯曼效应的研究多数通过空轧实验从而观测心部裂纹，但仅对于连铸坯有效，锻坯和轧坯未能观测到裂纹的出现，因此裂纹并不是曼内斯曼效应的唯一表征，如何观察到曼内斯曼效应所提供的拉应力，是目前需要研究的内容。同样的，在实心钢锭的锻造过程中也会出现曼内斯曼效应，但该方法仅为沿轴向压缩的运动过程，与斜轧过程差异较大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种通过旋转压缩研究曼内斯曼效应的方法，通过旋转压缩坯料的方法，观察盲孔直径及坯料端部的变形情况，证明在斜轧穿孔过程中，坯料心部的存在曼内斯曼效应。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种通过旋转压缩研究曼内斯曼效应的方法，包括以下步骤：

步骤一：

采用圆柱体坯料作为研究对象，根据研究内容，确定坯料种类及尺寸，在坯料一端面中心位置钻有盲孔，其目的在于可以更直观的观察曼内斯曼效应所提供的拉应力；

步骤二：

将坯料在加热炉中加热至实验温度；

步骤三：

在液压机上按照设定的参数及方法对步骤二加热后的坯料放置在上下模之间，进行多道次旋转压缩；

步骤四：

旋转压缩两周后，回炉补温，待坯料重新加热至实验温度之后，重复步骤三中的操作；

步骤五：

当累计变形量达到8％～15％时，可通过心部小孔的扩张情况以及坯料端面沿纵向上的高度差异分析其曼内斯曼效应的作用程度。

进一步的，步骤一中，坯料的材质为优质碳素结构钢、高合金钢、钛合金、铝合金或其它有色金属及合金。

进一步的，步骤二中加热温度为450℃～1200℃。

进一步的，步骤三中，上下模均采用平模，其中液压机下模座固定，上模压缩速度为2mm/s。

进一步的，步骤四中单次压下率为2％～3％，累计变形量为10％，每次压下变形后将坯料顺时针旋转15°。

进一步的，步骤五中可以直接观察不同变形量下的曼内斯曼效应。

所述的坯料分别为TC4和45钢，规格均为Φ100×100mm；在坯料一端面中心位置钻有Φ6×10mm的盲孔。

本发明的有益效果是：