[发明专利]一种热力模拟试验机用压头的制造方法

摘要

本发明提供一种热力模拟试验机用压头的制造方法，将坯料加工成两端细中间粗的橄榄状，将材料断面收缩率较大且最大应力值较低的温度确定为坯料加热或变形温度，在橄榄状坯料最粗的中间位置焊接热电偶后，将其置于具有加热和热压变形功能的两个砧头之间，并在坯料与砧头之间加上垫片，在两砧头间加电压将坯料加热到变形温度后，对坯料进行2-7道次的压缩变形，且每道次变形量均大于上一次的变形量，将垫片与坯料压合成为一体。本发明可降低坯料压缩时的变形抗力，减少坯料缺陷，提高压头强度，延长压头使用寿命，避免坯料与砧头之间的粘连，简化加工工艺，缩短生产周期，降低制造成本。

主权项

1.一种热力模拟试验机用压头的制造方法，其特征在于，具体方法和步骤为：（1）、将制造压头用坯料加工成两端细中间粗的橄榄状，且其横截面均为圆形，降低坯料压缩时的变形抗力，并使坯料在电加热过程中产生一定的温度梯度，具体温度分布可由如下公式描述：Q=I²Rt-Q_s=Cm△T其中：Q_s为热量损失，I为通过坯料的电流强度，R为电阻，t为加热时间，C为比热，△T为坯料由室温升高的温度值；若坯料的电阻率为ρ₁，长度为l，横截面积为s，密度为ρ₂，则由步骤（1）温度分布可得：ΔT=I2ρ1tCρ2s2-QsCρ2ls]]>式中等式右侧的第一部分是使坯料温度升高的部分，且比第二部分的数值要大很多，是主导因素；因此，坯料的温升与其截面积的平方有着相反的变化关系，即，面积小温升快，面积大温升反而慢；（2）、确定坯料的变形温度：根据坯料材料在不同温度下拉伸断裂后的断面收缩率以及在拉伸过程中的最大应力值测试结果，确定坯料的变形温度，将材料断面收缩率较大且最大应力值较低的温度确定为坯料加热温度，使坯料既易于加工，又不会产生裂纹；（3）、在橄榄状坯料最粗的中间位置焊接热电偶，通过热电偶对坯料进行控温与测温；（4）、将焊接热电偶的坯料置于具有加热和热压变形功能的两个砧头之间，并在坯料与砧头之间加上垫片，防止坯料与砧头之间的粘连；（5）、在两砧头间加电压，对步骤（4）中的坯料进行加热，加热到步骤（2）中确定的变形温度后，对坯料进行2-7道次的压缩变形，且每道次变形量均大于上一次的变形量；坯料在每道次压缩后，坯料中间部分横断面面积不断缩小，变形时的翻平效应使坯料两端的横断面面积逐次增大，坯料轴向的温度梯度降低，整个坯料的温度趋于热电偶处的温度，坯料具有较好的塑性和较低的强度，最终在适宜的温度和压力下，将垫片与坯料压合成为一体，制得热力模拟试验机用压头。