[发明专利]一种温度压力可控的扩散实验装置

说明书

本发明公开了一种温度压力可控的扩散实验装置，包括工作台、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；温度调节装置包括加热机构及冷却机构；加热机构设置于工作台处，平板形工件固定设置于加热机构上；支架架设于加热机构上方，横向进给装置与支架传动连接；压力调节装置可纵向移动地设置于支架处；纵向驱动机构与压力调节装置传动连接；刀具夹持装置、冷却机构均设置于平板形工件上方；温度测量装置设置于平板形工件及刀具之间；压力测量装置设置于刀具夹持装置内。本发明可模拟实际工况，具有实验更为准确的优点。

技术领域

本发明涉及扩散实验设备领域，尤其涉及一种温度压力可控的扩散实验装置。

背景技术

硬质合金刀具在切削铁碳合金、镍基合金时会发生扩散磨损、粘结破损，本质原因是刀-屑间的元素扩散，其主要因素主要是材料之间的化学亲性、温度、压力、浓度梯度等。

为了研究刀-屑间的元素扩散，目前的刀-屑间扩散实验方式是将刀-工材料装夹或焊接到一起，经高温炉加热后冷却，得出扩散实验结果，这种实验方案不仅无法模拟刀具材料和工件材料的相对运动；而且在将两者装夹后，浓度梯度的变化率与实际工况不一致；另外，由于夹具和刀、工材料的热膨胀系数的不同，将导致常温和高温下的刀-工表面承受的法向压力发生变化。因此，现有的扩散实验方式无法准确研究压力、浓度梯度变化对扩散的影响。

发明内容

为此，需要提供一种温度压力可控的扩散实验装置,以解决现有技术中扩散实验的无法反应实际的扩散因素的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种温度压力可控的扩散实验装置，包括工作台、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；所述纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；所述温度调节装置包括加热机构及冷却机构；

所述加热机构设置于工作台处，平板形工件固定设置于加热机构上；所述支架架设于加热机构上方，所述横向进给装置与支架传动连接，用于驱动支架横向移动；所述压力调节装置可纵向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力；所述纵向驱动机构与压力调节装置传动连接，用于驱动压力调节装置纵向移动；

所述刀具夹持装置、冷却机构均设置于平板形工件上方，且均与压力调节装置连接，分别用于夹持刀具、降低刀具和平板形工件的接触温度；所述温度测量装置设置于平板形工件及刀具之间，用于测量管形工件与刀具接触温度；所述压力测量装置设置于刀具夹持装置内，且与压力调节装置连接，用于测量压力调节装置向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力。

作为本发明的一种优选结构，所述加热机构为氮化硅陶瓷加热板。

作为本发明的一种优选结构，所述冷却机构包括气管和空气泵，所述气管的一端连接于压力调节装置的底部，且朝向平板形工件和刀具的接触面，所述气管的另一端于空气泵的出气口连接。

作为本发明的一种优选结构，所述压力调节装置包括直线往复机构和第一加压平台，所述直线反复机构为直线电机、液压缸或气缸；所述直线往复机构纵向移动地设置于支架处，且直线反复运动的输出端朝下设置；所述第一加压平台连接于直线反复机构的输出端下；所述刀具夹持装置、冷却机构均连接于第一加压平台下。

作为本发明的一种优选结构，还包括第二加压平台，所述第二加压平台的背面设置有第一滑块，所述压力调节装置连接于第二加压平台的背面；

所述支架包括横梁及两个支撑件；所述横梁纵向跨于作业台上，横梁设置有纵向滑轨；两个支撑件分别可横向滑动地设置于横梁的两端；

所述第二加压平台通过第一滑块可纵向滑动地连接与横梁的纵向滑轨处。