[发明专利]一种热作模具裂纹修复装置及修复方法

权利要求书

1.一种热作模具裂纹修复装置，其特征在于，包括高温扩散系统(A)、脉冲电流发生系统(B)及热作模具装夹装置(6)；所述热作模具装夹装置(6)与脉冲电流发生系统(B)相连接，并放置于高温扩散系统(A)中；

所述高温扩散系统(A)包括真空系统(1)、加热系统(2)、冷却系统(3)、液压压力机(4)、控制系统(5)及扩散炉体(7)；所述脉冲电流发生系统(B)包括脉冲发生器(8)、放电模块(9)、充电模块(10)、放电采集模块(11)和PLC控制模块(12)；

所述脉冲发生器(8)、放电模块(9)与热作模具装夹装置(6)串联形成放电电路，充电模块(10)与脉冲发生器(8)并联在所述放电电路中，所述放电采集模块(11)连接在所述放电电路的支路上，所述PLC控制模块(12)分别连接放电模块(9)、充电模块(10)和放电采集模块(11)；所述热作模具装夹装置(6)放置于扩散炉体(7)中，正对扩散炉体(7)顶端的液压压力机(4)的中心；所述扩散炉体(7)分别连接真空系统(1)、加热系统(2)、冷却系统(3)和控制系统(5)；所述控制系统(5)分别连接真空系统(1)、加热系统(2)、冷却系统(3)及液压压力机(4)；所述扩散炉体(7)提供密封的环境。

2.根据权利要求1所述的一种热作模具裂纹修复装置，其特征在于，所述热作模具装夹装置(6)包括绝缘陶瓷(61)、导电石墨(62)和石墨电极(64)；两块所述导电石墨(62)之间固定需要修复的热作模具(63)，且外侧各设置一所述绝缘陶瓷(61)，所述导电石墨(62)上连接有石墨电极(64)；所述热作模具(63)的型面与导电石墨(62)的形状互补；绝缘陶瓷(61)两端凸台与液压压力机(4)压头、扩散炉体(7)底座配合定位。

3.根据权利要求2所述的一种热作模具裂纹修复装置，其特征在于，所述绝缘陶瓷(61)、导电石墨(62)及石墨电极(64)通过螺栓(642)、螺母(643)固定为一体，所述绝缘陶瓷(61)的螺钉孔之上使用陶瓷片(641)绝缘螺栓(642)所带的电流，所述螺栓(642)的下端压在石墨电极(64)上。

4.一种使用权利要求1-3任一项所述装置的热作模具裂纹修复方法，其特征在于，具体步骤如下：

a.通过所述高温扩散系统(A)调控热作模具(63)修复需要的温度及真空度，通过所述液压压力机(4)对热作模具(63)施加压力，并严格控制温度及压力；

b.根据所述热作模具(63)无损探伤的裂纹长度或深度结果确定脉冲电流密度，从而设定所述脉冲电流发生系统(B)的充电电压；

c.通过所述PLC控制模块(12)控制充放电，完成一次放电，液压压力机(4)施加一次压力并保压，完成一次修复循环；

d.每完成三次循环后，利用无损探伤检测技术检测效果，若裂纹愈合，停止修复循环，否则继续三次循环，直至裂纹愈合。

5.根据权利要求4所述的一种热作模具裂纹修复方法，其特征在于，

所述步骤a中，真空度应保持在10^-2Pa以下，温度T≈0.5T_m，T_m为金属熔点，且温度小于相变温度，升温速度平稳，到达设定温度后保温5-15分钟，初始压力为F＝S*1MPa，S为热作模具(63)与导电石墨(62)的接触面积，单位为m²。