一种熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置及其使用方法与流程

文档序号:19733266发布日期:2020-01-18 04:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,该装置包括试样回收机构、推样机构、加热温控机构、加压传动机构,推样机构放置在支架二上,加热温控机构固定在底座上表面,推样机构位于加热温控机构的进口一侧,推样机构通过推杆与加热温控机构内的载样滑板相对应;加压机构分布在加热炉内部和底座下,加压机构通过加压辅具伸至加热温控机构内、与载样滑板上的陶瓷素胚相对应,加压机构通过门式立柱固定安装于底座;回收机构放置在支架一上,回收机构位于加热温控机构的出口一侧。

2.按照权利要求1所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,推样机构、加热温控机构、加压传动机构、回收机构分别与装置的计算机相连。

3.按照权利要求1所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,推样机构由推杆、底板、步进电机、陶瓷素胚、载样滑板构成,其中:载样滑板安装在底板上表面,并与底板呈滑动配合,载样滑板前端设有一槽型结构,陶瓷素胚通过人工放置在载样滑板的槽型结构内,推杆放置在底板上表面,推杆的一端安装步进电机,推杆的另一端与载样滑板相对应。

4.按照权利要求1所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,加热温控机构由加热炉、炉门塞砖、纤维内衬、温度控制器、加热电阻丝构成,加热炉固定放置在底座上,纤维内衬设置在加热炉内壁,温度控制器在加热炉外与加热电阻丝以导线相连接,加热电阻丝水平放置在加热炉内,加热炉的炉门处设置炉门塞砖。

5.按照权利要求1所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,加压传动机构由固定梁、加压辅具、滚珠丝杆、移动梁、门式立柱、同步齿轮系、减速器、伺服电机、电机底座、压头构成,其中:门式立柱含竖向相对平行设置的两个中空柱形结构,固定梁、移动梁上下安装在门式立柱的上部,共同构成门式结构,固定梁、移动梁位于两个中空柱形结构之间,固定梁与两个中空柱形结构固定连接,移动梁与两个中空柱形结构呈滑动配合;两个中空柱形结构内分别安装滚珠丝杆,滚珠丝杆与移动梁通过滚珠丝杆外螺纹啮合,滚珠丝杆下部与同步齿轮系连接;同步齿轮系采用三个齿轮互相啮合,中心大齿轮为主动轮,两侧小齿轮为从动轮,滚珠丝杆与同步齿轮系的小齿轮通过键连接,同步齿轮系的中心大齿轮与减速器通过轴连接,减速器又与伺服电机通过轴连接,减速器和伺服电机安装在电机底座上表面;加压辅具固定安装在移动梁中心,加压辅具最下端通过楔形槽安装压头。

6.按照权利要求5所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,还包括数据采集机构,数据采集机构由电阻应变片、导线、数据采集器构成,电阻应变片均布在加压传动机构的压头两侧,数据采集器固定安装在加热炉外壁上表面,导线穿加热炉顶部的加热辅具安装孔连接电阻应变片和数据采集器。

7.按照权利要求1所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,其特征在于,试样回收机构由回收仓、连接仓、耐热材料层构成,回收仓固定在支架一上,连接仓安装于回收仓和加热炉之间,耐热材料层设置在回收仓内壁。

8.一种权利要求1至7之一所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置的使用方法,其特征在于,利用熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,进行高温环境下熔模铸造用陶瓷材料三点受力的断裂强度试验;试验前,人工将陶瓷素胚安装在载样滑板槽型结构上,之后装置在计算机的控制下进行全自动试验;试验过程中,加热温控机构首先启动进行炉内升温,达到指定温度后开始保温,推样机构开始工作,将陶瓷素胚送进加热炉内,直至试验完毕陶瓷素胚推到回收仓,推杆重新回到初始位置后,关闭熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置。

9.按照权利要求8所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置的使用方法,其特征在于,具体步骤如下:

(1)手动将所述陶瓷素胚安装在载样滑板槽型结构上,然后打开熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置总电源,在计算机控制端启动熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置,进行自动试验;

(2)加热炉开始以200~400℃/h速度加热升温,到达指定温度进行保温,此时步进电机开始工作,带动推杆运送陶瓷素胚、载样滑板至加热炉内,保温20~40min;

(3)到达保温时间后,伺服电机开始工作,经过减速器减速,带动同步齿轮系的中心大齿轮开始转动,两侧小齿轮也开始同步转动,滚珠丝杆在小齿轮的带动下开始转动,与滚珠丝杆相连的移动梁进行向下垂直移动,加压辅具和压头跟随移动梁开始向下恒速加荷;

(4)加荷完毕后,陶瓷素胚会发生弯曲变形直至断裂,压头表面贴附的电阻应变片会产生电信号,通过导线,传输至信号采集器,并在计算机端记录绘制“温度、应力、应变、时间”关系曲线,记录并绘制“温度-时间”、“应力-时间”“应力-应变”曲线,并计算抗折强度;

(5)试验完毕后,步进电机开始正转,继续向前移动,将陶瓷素胚经过连接仓推送至回收仓内,卸下陶瓷素胚和载样滑板后,载样滑板进入回收仓,在回收仓内自然冷却,冷却后的载样滑板从回收仓内取出,用于进行下次试验,步进电机开始反转,带动推杆向反方向运动,直至回到装样位置。

10.按照权利要求8所述的熔模铸造用陶瓷材料性能表征装置的使用方法,其特征在于,利用计算机端实现除装样外的过程全自动控制,加荷应力控制采用力值反馈双pid电子伺服机械调速控制,实现不同加荷速度进行恒位移加荷。

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