[发明专利]钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置及制作方法

摘要

本发明公开的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置，包括竖直放置于磁控溅射设备镀膜仓中心的旋转转盘上的镀层模具，镀层模具包括相互连接的管材内模和管材外模，管材内模外壁上沿周向和长向均开设有内模标距孔，管材外模外壁上沿周向和长向均开设有外模标距孔，使不同直径的管材试样可在高温下准确客观的反应钼及钼合金管材的断后伸长率；本发明的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，相较于现有的金属材料高温拉伸试验时，在薄壁管材试样的标距位置采用记号笔、高温粘结剂及铜丝等标定位置记号，降低了人为测量管材试样断后标距及断后伸长率的误差影响，降低了钼及钼合金管材拉伸试样的浪费，节约了试样成本。

主权项

1.钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置，其特征在于，包括磁控溅射设备和镀层模具，所述磁控溅射设备内的镀膜仓中心设置有旋转转盘，所述镀层模具垂直设置于旋转转盘上，所述镀层模具包括圆筒状的管材内模(1)，所述管材内模(1)包括半圆筒状的第一上管壳(1‑1)和第一下管壳(1‑2)，所述第一上管壳(1‑1)和第一下管壳(1‑2)的外壁上沿长向开设有若干个等间距的内模标距孔(1‑3)，所述镀层模具还包括圆筒状的管材外模(2)，所述管材外模(2)包括半圆筒状的第二上管壳(2‑1)和第二下管壳(2‑2)，所述第二上管壳(2‑1)和第二下管壳(2‑2)分别套接于第一上管壳(1‑1)和第一下管壳(1‑2)的外表面，所述第二上管壳(2‑1)和第二下管壳(2‑2)的外壁上沿长向开设有若干个等间距的外模标距孔(2‑3)，每个所述内模标距孔(1‑3)与外模标距孔(2‑3)均为矩形结构，每个外模标距孔(2‑3)沿长向的宽度不小于内模标距孔(1‑3)沿长向的宽度，每个外模标距孔(2‑3)沿周向的宽度大于内模标距孔(1‑3)沿周向的宽度，且每个相邻的外模标距孔(2‑3)的间距与每个相邻的内模标距孔(1‑3)的间距相等，每个所述外模标距孔(2‑3)与内模标距孔(1‑3)相贯通。

2.如权利要求1所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置，其特征在于，每个所述内模标距孔(1‑3)沿长向的宽度为1mm～3mm，每个所述内模标距孔(1‑3)沿周向的宽度不小于所述第一上管壳(1‑1)或第一下管壳(1‑2)沿周向的管壁两侧边缘距离的1/2。

3.如权利要求1所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置，其特征在于，所述第一上管壳(1‑1)和第一下管壳(1‑2)的外壁上沿长向设置有若干个内模标尺(1‑5)，且每个所述内模标尺(1‑5)沿内模标距孔(1‑3)长向的边缘处设置。

4.如权利要求1所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置，其特征在于，每个相邻外模标距孔(2‑3)的间距与每个相邻内模标距孔(1‑3)的间距均为20mm～25mm。

5.钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作装置进行制作，具体按照以下步骤实施：

步骤1、表面剖光：将钼及钼合金管材切割成180mm～220mm的钼及钼合金管材拉伸试样(6)，然后将钼及钼合金管材拉伸试样(6)水平安装在抛光轮的切线位置，使拉伸试样表面和抛光轮表面刚好接触，开启抛光设备，使抛光轮高速旋转，当抛光轮表面从钼及钼合金管材拉伸试样(6)的一端打磨至另一端时，完成钼及钼合金管材拉伸试样(6)的表面抛光处理；

步骤2，表面超声清洗：将步骤1中经表面剖光处理后的钼及钼合金管材拉伸试样(6)放置于超声波清洗机的清洗槽内，向清洗槽内添加清洗溶剂并预热，当清洗溶剂温度达到30℃～50℃时，开启超声波清洗机电源，将高频信号转换成机械振动，清洗一段时间后，将钼及钼合金管材拉伸试样(6)夹出并吹干，完成钼及钼合金管材拉伸试样(6)的表面超声清洗；

步骤3、将试样装入镀层模具：首先经步骤2表面超声清洗后的钼及钼合金管材拉伸试样(6)置于镀层模具的管材内模(1)的第一下管壳(1‑2)内，再将第一上管壳(1‑1)对称平扣于钼及钼合金管材拉伸试样(6)的裸露表面，再将管材外模(2)的第二上管壳(2‑1)和第二下管壳(2‑2)沿管材内模(1)的外表面水平推进，当外模标距孔(2‑3)与内模标距孔(1‑3)的长向的重合宽度达到所需镀层宽度时，将管材内模(1)与管材外模(2)进行固定；

步骤4、标距线制备，具体按照如下步骤实施：

步骤4.1、将步骤3中装有钼及钼合金管材拉伸试样(6)的镀层模具垂直安装于磁控溅射设备镀膜仓中心的旋转转盘上，同时将靶材均匀固定于镀膜仓的内表面，关闭镀膜仓门；

步骤4.2、对镀膜仓内抽真空，当镀膜仓内的真空度达到5×10^‑3Pa时，向镀膜仓内通入高纯氩气，并加热镀膜仓内温度，当温度达到300℃～400℃时，开启磁控电源开关，使靶材中的金属原子通过镀层模具上的外模标距孔(2‑3)与内模标距孔(1‑3)沉积于钼及钼合金薄壁管材拉伸试样上，当钼及钼合金管材拉伸试样(6)上的涂层达到一定厚度时，关闭电源，取出并打开镀层模具，完成钼及钼合金管材拉伸试样(6)的标距线制作。

6.如权利要求5所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，其特征在于，所述步骤1中抛光轮高速旋转的切线速度为24m/s～35m/s；拉伸试样与抛光轮表面之间填充有刚玉或碳化硅的磨料，且所述磨料粒度不小于1200目。

7.如权利要求5所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，其特征在于，所述步骤2中超声波清洗机的振动频率为40KHz～70KHz，且清洗时间为8min～10min。

8.如权利要求5所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，其特征在于，所述步骤3中内模标距孔(1‑3)沿长向的边缘处设有内模标尺设有内模标尺(1‑5)，在第二上管壳(2‑1)和第二下管壳(2‑2)长向的同一侧均设置有固定把手(4)，当管材外模(2)滑动至外模标距孔(2‑3)与内模标距孔(1‑3)重合时，通过固定把手(4)缓慢挪动管材外模(2)，观察内模标尺(1‑5)调整外模标距孔(2‑3)与内模标距孔(1‑3)的长向的重合宽度，当长向的重合宽度为0.2mm～0.5mm时，将管材内模(1)与管材外模(2)进行固定。

9.如权利要求5所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，其特征在于，所述步骤4.1中靶材为两个Fe靶材、一个Cr靶材和一个Al靶材，且两个Fe靶材溅射功率为3.8KW～4.2KW，Cr靶材的溅射功率为1.8KW～2.2KW，Al靶材的溅射功率为1.2KW～1.8KW。

10.如权利要求5所述的钼及钼合金管材拉伸试样标距线的制作方法，其特征在于，所述步骤4.2中，高纯氩气的流量为10ml/min～20ml/min；沉积时间为2h～5h，涂层厚度为25μm～50μm。