[发明专利]一种可电磁感应快速加热的高温摩擦磨损试验机

说明书

本发明涉及一种可针对试样进行电磁感应快速加热的销盘式高温摩擦磨损试验设备，包括用于夹持下试样片的试样夹持盘，所述试样夹持盘设置在旋转机构上，旋转机构驱动试样夹持盘呈现转轴竖直的转动状态，所述试样夹持盘的外围设置有感应加热线圈，所述试样夹持盘的上方位置设置有压力加载头，所述压力加载头竖直移动且实施对试样夹持盘上的下试样片的力矩加载，该种摩擦磨损试验机在实际使用时，将下试样片位于试样夹持盘上固定好后，启动压力加载头实施对下试样片片加载设定的压力，并且启动感应加热线圈，可快速实施对下试样片的高温加热，当加热到设定的温度后，启动旋转机构，可实施对下试样片的旋转，进而可获得高温下的下试样片片摩擦磨损实验数据。

技术领域

本发明涉及试验设备技术领域，具体涉及一种可电磁感应快速加热的高温摩擦磨损试验机。

背景技术

高温摩擦试验机，顾名思义，是对高温环境下材料的摩擦磨损性能进行试验研究的设备。一方面在高温环境中工作的摩擦副可以通过实验选择合适的材料，另一方面实验测得摩擦因数及磨损数据有利于耐高温磨损材料的设计和研制。在轻量化热成形、航天航空等领域，一些摩擦副金属材料经常在高温环境下工作，而金属材料摩擦学性能是否优异需要经过实验测试评定，因此设计相应的高温摩擦试验机也就显得十分重要。

在20世纪末，Soemantri S等为了研究纯铜、纯铝颗粒的摩擦磨损性能，成功研制了高温摩擦磨损试验机。不久，Tischer A等对自行设计开发的试验机进行高温磨擦实验测试，发现加热温度、接触载荷、相对速度、材料所处的气体氛围等工况参数都能较好地实现调节。国内学者武文忠等为了研究高温下三体颗粒氧化磨损机制，基于Tischer A设计开发的试验机进行改善，研发出一台可加热20 ℃～900 ℃，接触压力0～70 N，转速30～90 r/min的高温摩擦试验机。兰州中科凯华科技开发有限公司研制了一种可以在不同惰性气体或大气环境中进行高温销盘摩擦实验的仪器，且产品已经商业化，该HT-1000型高温摩擦试验机最高加热温度可达1000 ℃，转速100～2800 r/min、载荷0.5～20 N，其主要优势在于温控系统严谨精确。一般来说，试验机的加热设备主要有电阻加热炉、电加热管、加热电极、电磁感应加热器等方式。上述高温摩擦磨损试验机多采用温控相对稳定的电阻炉加热方式，但加热到1000 ℃高温耗时长达30～60 min，受热的下试样片金属材料表面长时间在大气环境易产生大量氧化皮，干扰测试结果。此外，若针对热成形工况的板料下试样片，加热到指定高温后应该能立刻与模具销上试样接触进行摩擦实验，这便要求电阻炉采用敞开式，会导致加热效率低下及实验的不安全。同样，采用电加热管的方式，加热速度也较慢，长时间的高温氧化会严重影响试样表面形态。电极加热的前提是把电极片安装在待加热试样上，但不适用于销盘式摩擦副，需加热下盘试样在试验过程一直转动，不易于连接电极。

因此，现有技术中缺乏一种可针对试样进行电磁感应快速加热的销盘式高温摩擦磨损试验设备。

发明内容

本发明的目的是：提供一种摩擦磨损试验设备，能够针对试样进行快速加热，以检测出材料本身的摩擦学性能、以及金属材料表面添加剂或者涂层在不同温度、载荷和速度等工况条件下的使用性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可电磁感应快速加热的高温摩擦磨损试验机，包括用于夹持下试样片的试样夹持盘，所述试样夹持盘设置在旋转机构上，旋转机构驱动试样夹持盘呈现转轴竖直的转动状态，所述试样夹持盘的外围设置有感应加热线圈，所述试样夹持盘的上方位置设置有压力加载头，所述压力加载头竖直移动且实施对试样夹持盘上的下试样片的力矩加载。

本发明还存在下列技术特征：

所述感应加热线圈的周围设置有冷却装置，所述冷却装置用于实施对试样夹持盘及其附件的冷却散热。