[实用新型]一种钢铁材料可锻性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钢铁材料可锻性测试装置，属于金属材料锻造技术领域。

背景技术

钢铁材料的可锻性是在进行压力加工时，通过加工改变其形状而使其不产生裂纹的性能，包括在高温热态或冷态下所进行得锤锻、轧制、拉伸、挤压等加工方式。钢铁材料经过锻造后其耐磨性、抗拉强度、韧性均有不同程度的提高。耐磨钢中的高锰钢锻造工艺性能和机械加工性能较差，导致其主要在铸造状态下处理后通过产生加工硬化提高耐磨性，较难获得锻态高锰钢耐磨件，高锰钢的耐磨性能得不到充分发挥，在一定程度上也限制了高锰钢的使用。高锰钢锻造后改善了机械性能，可进行车削、钻孔等为锻造耐磨奥氏体高锰钢的服役性能打下良好的基础。锻造裂纹是锻造过程中非常严重的一个问题，其影响到材料的使用性能，钢铁材料在使用过程中的断裂占了其失效一定的比重，主要是使用过程中受到应力过大、材料变形等因素的影响产生裂纹等缺陷导致材料断裂，因此在投入使用前了解材料的锻造性能，对于可否利用锻造来改善性能及在使用过程中预防裂纹产生具有重要的意义。

目前，国内实际生产应用过程中对于材料是否具有可锻性主要根据各种检测手段如探伤等来判断，对于大批量生产及锻造工艺而言，成本较大，周期长，对于锻造过程中锻坯的锻造变化情况及裂纹产生的在线检测研究较少。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种钢铁材料可锻性测试装置，通过锻造设备对锻坯进行锻造，在线监测并采集得到的锻坯锻造过程及产生裂纹情况，从而根据坯料在锻造过程中是否产生裂纹及产生裂纹长度、宽度和数量等形态来判断其可锻性，为进一步分析材料的锻造性能和批量生产提供一定的指导作用。

本实用新型提供一种钢铁材料可锻性测试装置，包括PLC控制器1、隔板2、裂缝综合测试仪3、电动机Ⅰ4、小齿轮5、大齿轮6、支架7、连杆Ⅰ8、凸轮9、连杆Ⅱ10、压缩活塞11、压缩气缸12、上气阀13、下气阀14、工作气缸15、工作活塞16、锤杆17、锤头18、上砧块19、下砧块20、下模底座21、红外测温仪22、履带24、传动齿轮25、电动机Ⅱ26，PLC控制器1和电动机Ⅰ4相连，小齿轮5和电动机Ⅰ4的输出端连接，大齿轮6与小齿轮5相啮合，大齿轮6通过支架7进行固定，连杆Ⅰ8的一端穿过大齿轮6的中心轴，另一端连接凸轮9，凸轮9还与连杆Ⅱ10的一端连接，连杆Ⅱ10的另一端穿过压缩气缸12，连杆Ⅱ10穿过压缩气缸12的一端设有压缩活塞11，压缩活塞11横向设置在压缩气缸12内部，压缩气缸12和工作气缸15之间设有隔板2，隔板2的上部设有上气阀13，下部设有下气阀14，工作气缸15内设有工作活塞16，工作活塞16横向设置在工作汽缸15内部，工作活塞16设置在锤杆17的顶端，锤杆17的另一端连有锤头18，锤头18底部设有上砧块19，下砧块20和上砧块19正对，下砧块20设置在下模底座21上，裂缝综合测试仪3的工作窗口正对下砧块20和上砧块19之间的锻坯23，裂缝综合测试仪3的工作窗口上装有红外测温仪22，红外测温仪22对锻坯23的温度变化进行监测，履带24与下砧块20平齐，传动齿轮25与履带24相啮合，传动齿轮25的传动轴与电动机Ⅱ26相连，电动机Ⅱ26还与PLC控制器1连接。

所述凸轮9的边缘到轴心的最长距离不大于压缩气缸12的高度。

所述连杆Ⅱ10与压缩气缸12之间设有轴承Ⅰ，在连杆Ⅱ10上下运动的过程中，压缩汽缸12内部不与外界连通；锤杆17与工作汽缸15之间设有轴承Ⅱ，在锤杆17上下运动的过程中，工作汽缸15内部不与外部连通。

所述锤杆17、锤头18、上砧块19、下砧块20、下模底座21的材质为5CrMnMo，上砧块19、下砧块20为双角砧，质量为100~150kg。

所述电动机Ⅰ4的转速为750~3000r/min，可根据锻坯材料由PLC控制器1调控转速。

所述履带24表面涂有耐高温的隔热硅化物纤维材料以防止履带过热。

所述裂缝综合测试仪3可市购得到，型号：ZBL-F800裂缝综合测试仪。

利用该装置进行可锻性的测试方法，具体步骤如下：

（1）锻坯预处理：将锻造坯料在加热炉中快速加热至锻件的始锻温度，保温3~5min后取出；