[发明专利]一种可控介质下的温变形方法及装置

说明书

本发明公开了一种可控介质下的温变形方法及装置，温变形装置包括动力室防护罩和加热室防护罩，所述动力室防护罩内安装有调速电机，所述调速电机的输出轴端与变速齿轮组的输入端连接，所述变速齿轮组的输出端与传动轴连接，所述传动轴的另一端设置有连接法兰，所述连接法兰上通过螺栓固定有不锈钢罐，所述不锈钢罐上连接有气体阀门，气体阀门设置有两个。解决目前表面合金化与变形处理均有一定优势和劣势，难以平衡，且变形处理中冷加工变形和热加工变形也不能实现强度与抗疲劳性能匹配的问题，可实现对变形介质种类、介质浓度、介质压力、温变形温度、变形时间、罐体旋转速度等工艺参数的精确控制，以达到良好的温变形效果。

技术领域

本发明涉及有色金属技术领域，具体为一种可控介质下的温变形方法及装置。

背景技术

材料的失效通常都是从表面开始，材料的抗疲劳性能、耐磨性以及耐蚀性等都跟材料组织密切相关。研究表明，显微组织既能影响屈服强度，又影响疲劳裂纹扩展速率。改善材料表面的服役性能可以通过提高表面硬度、细化晶粒以及产生残余压应力等方式实现。表面合金化可以通过增加材料表面的硬度来提高材料表面的服役性能，但该技术容易造成表层脆性增大、组织粗化等问题；变形处理则主要能够在材料表面产生较大的残余压应力，同时细化材料表面的晶粒，通过剧烈变形能在材料表层产生大量的缺陷、位错，从而使材料表面的服役性能提高，但常温机械变形对强度提升幅度有限，同时机械变形量也受限于材料本身塑性变形能力。因此，提升变形温度，将表面合金化与机械变形强化两种表面改性工艺结合起来可克服各自技术的缺陷，能极大地改善材料的抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀等性能。

低碳钢、低合金钢、不锈钢以及钛合金等结构材料均不同程度地存在硬度低，耐磨性差等缺点，为扩大这些金属的应用范围，提高其表面性能，常常采用表面合金化或者机械变形对其进行强化。然而，冷加工变形需要较大的应力，加工硬化导致位错密度大量增加，从而提高金属的强度和硬度，但同时也降低了其延展性，并且当工件应力承受过大时会发生断裂；热加工变形容易造成组织不均匀，由于再结晶导致加工硬化效应消除，造成了强度的下降；冷变形和热变形都不能实现强度与抗疲劳性能的匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控介质下的温变形方法及装置，以解决上述背景技术中提出的目前表面合金化与变形处理均有一定优势和劣势，难以平衡，且变形处理中冷加工变形和热加工变形也不能实现强度与抗疲劳性能匹配的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可控介质下的温变形装置，包括动力室防护罩和加热室防护罩，所述动力室防护罩内安装有调速电机，所述调速电机的输出轴端与变速齿轮组的输入端连接，所述变速齿轮组的输出端与传动轴连接，所述传动轴的另一端设置有连接法兰，所述连接法兰上通过螺栓固定有不锈钢罐，所述不锈钢罐上连接有气体阀门，气体阀门设置有两个，所述不锈钢罐的外侧设置有铸铜加热圈，不锈钢罐与铸铜加热圈之间的距离为0.5厘米至1厘米，以防不锈钢罐旋转时两者之间发生碰撞，连接法兰、铸铜加热圈、不锈钢罐和气体阀门均位于加热室防护罩内，所述加热室防护罩的端面开设有探测开孔，所述加热室防护罩外端的上端设置有红外测温仪，红外测温仪的光电探头、探测开孔中心与不锈钢罐罐壁之间形成一条直线，所述红外测温仪与加热室防护罩通过固定支架支撑；温变形装置通过铸铜加热圈对不锈钢罐内的工件进行加热，通过红外测温仪测量罐体温度、采集温度信号，进而通过控制端调整加热线圈功率，最终实现对不锈钢罐处理温度的控制；通过调速电机上编码器测定不锈钢罐的旋转速度并将信号反馈给控制端，控制端通过变频器调整调速电机频率实现对不锈钢罐转速的控制。

优选的，所述不锈钢罐内壁环形阵列有梯形台阶，梯形台阶与不锈钢罐呈四十五度，梯形台阶设置有三个，三个所述梯形台阶分别位于不锈钢罐罐壁上部、不锈钢罐中间和不锈钢罐下部，所述不锈钢罐的内部放置有磨球，磨球设置有若干个；三处梯形台阶设置的目的在于防止转速过高时工件和磨球做圆周运动，增加工件与磨球间的撞击力，使工件和磨球在罐内做抛物线运动。