專利名稱：一種用于鈦合金絲材的冷頂鍛試驗裝置的夾具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種用于鈦合金絲材的冷頂鍛試驗裝置的夾具，屬于產(chǎn)品 的結構技術領域。
背景技術：
室溫下的頂鍛性能是緊固件用絲材最重要的力學性能，是評估其冶 金質(zhì)量的基本指標。而鈦合金絲材具有比強度高、耐腐蝕等眾多優(yōu)點， 已經(jīng)成為航空、航天和其它部門緊固件結構的理想選材，目前對其研制 以及工程應用的需求日益突出和緊迫。與金屬材料常規(guī)的頂鍛試驗方法
(GB/T 233 — 2000)相比，鈦合金絲材在研制過程中對冷頂鍛試驗方法 提出了更高的要求
(1) 要求在10 1000mm/min的速度范圍內(nèi)，勻速進行頂鍛試驗。
(2) 要求鍛壓比為0.25，即壓縮后高度為原高度的1/4，而常規(guī)為
1/2。
(3) 要求頂鍛效果好，方法簡單、實用并安全。
(4) 要求獲得試樣冷頂鍛過程的真應力一真應變曲線。
顯然，目前普遍采用的沖擊式頂鍛方法和試驗裝置已經(jīng)遠遠不能滿 足上述要求。不僅頂鍛速度遠遠高于給定的速度范圍，而且頂鍛速度不 可控制；在鍛壓比增加后，經(jīng)常出現(xiàn)扭歪鍛斜和鍛壓高度不符合要求的 現(xiàn)象，此外該方法也無法獲得頂鍛過程中絲材的性能變化曲線。而目前 鈦合金高溫頂鍛采用的試驗裝置也不能滿足室溫頂鍛大噸位和大規(guī)模測 試的需求，且測試成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術的狀況而設計提供了一種用于鈦合金 絲材的冷頂鍛試驗裝置的夾具，其目的是實現(xiàn)室溫空氣條件下給定速率 和鍛壓比要求的鈦合金絲材頂鍛試驗，保證試驗過程的安全可靠。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來實現(xiàn)的-
該種用于鈦合金絲材的冷頂鍛試驗裝置的夾具，包括上夾具和下夾 具，材料力學性能試驗機通過大口徑螺紋與上、下夾具連接，其特征在于在上夾具和下夾具的支撐面中心位置處加工有凹槽，凹槽的深度是
5mm，用于放置、定位支撐板并防止其意外彈出，在凹槽內(nèi)放置有上支撐 板和下支撐板，上支撐板和下支撐板是厚度為lOmm的圓柱體，其直徑小 于凹槽的直徑。由于上、下支撐板表面光潔度和平行度好，保證試樣在 壓縮后成標準的腰鼓形。下支撐板放置于夾具凹槽中，頂鍛試樣直接放 置于下支撐板中央并通過預先施加初始壓載荷與上支撐板和夾具自然連 接；保護罩采用厚度為2mm、延性好且易于變形的銅板制成，罩在夾具外 面防止試樣意外彈出。


圖1是本發(fā)明的試驗裝置結構示意圖 圖2是試樣冷鐓前后效果示意圖
圖3是直徑6ram絲材在不同頂鍛速度下的真應力一真應變曲線
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述 根據(jù)要求，對直徑在8mm以內(nèi)的4種規(guī)格鈦合金絲材采用本發(fā)明技 術方案進行了專項研究和試驗，如附圖1 3所示，該種用于鈦合金絲材 的冷頂鍛試驗裝置的夾具，包括上夾具1和下夾具2，材料力學性能試驗 機通過大口徑螺紋與上、下夾具連接，其特征在于在上夾具1和下夾 具2的支撐面中心位置處加工有凹槽6，凹槽6的深度是5mm，在凹槽6 內(nèi)放置有上支撐板3和下支撐板4，上支撐板3和下支撐板4是厚度為 10mm的圓柱體，其直徑小于凹槽6的直徑。 其具體的工作步驟如下
1) 將試驗機的上夾具1和下夾具2通過螺紋與材料力學性能試驗機 相連，下支撐板4直接放置在下夾具2的凹槽6中央，將絲材冷頂鍛試 樣5放置在下支撐板中央。將上支撐板3放置在上夾具1的凹槽6內(nèi)， 用手頂住支撐板，控制試驗機使得上夾具1緩緩下降(或下夾具2上升) 直到試樣頂住支撐板，并施加小于100N的初始壓載荷，消除試驗裝置的 間隙；
2) 根據(jù)要求在試驗機上設置壓縮速度和壓縮位移。若無規(guī)定，壓縮 速度為100mm/min，壓縮位移為0. 75倍試樣高度加上適量的試驗裝置變 形。該變形與絲材直徑、鍛壓比、壓縮速率等參數(shù)有關，根據(jù)以前的試驗結果進行預估；
3) 安裝防護裝置，以防止壓縮過程中試樣意外彈出；
4) 進行冷鐓試驗，試驗過程中壓縮速度應保持恒定，并采集足夠的
載荷、位移數(shù)據(jù)，以便對試樣的冷頂鍛性能進行分析和評定。
5) 卸載并取下試樣進行觀測，如附圖3所示，包括試樣高度，是否 成標準的腰鼓形，是否有扭歪鍛斜現(xiàn)象和出現(xiàn)裂紋及折疊現(xiàn)象。
6) 由載荷一位移曲線進行處理得到真應力一真應變曲線，如附圖3 所示。通過該曲線對材料的冷頂鍛性能進行進一步研究。
根據(jù)研究目的，如不同冷頂鍛速率的影響、鍛壓比的影響，重復上 述步驟。
本發(fā)明的有益效果是試驗裝置非常簡單實用，安裝拆卸方便，測 試過程高效和安全，易于在普通的材料試驗機上精確實現(xiàn)給定速率和鍛 壓比要求的鈦合金絲材冷頂鍛試驗，不僅有利于試驗分析，且試樣的冷 頂鍛效果極好，測試成本低，支撐板可以更換，屬于一種非常有效和實 用的鈦合金絲材冷頂鍛試驗裝置。
權利要求
1. 一種用于鈦合金絲材的冷頂鍛試驗裝置的夾具，包括上夾具(1)和下夾具(2)，材料力學性能試驗機通過大口徑螺紋與上、下夾具連接，其特征在于在上夾具(1)和下夾具(2)的支撐面中心位置處加工有凹槽(6)，凹槽(6)的深度是5mm，在凹槽(6)內(nèi)放置有上支撐板(3)和下支撐板(4)，上支撐板(3)和下支撐板(4)是厚度為10mm的圓柱體，其直徑小于凹槽(6)的直徑。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于鈦合金絲材的冷頂鍛試驗裝置的夾具，包括上夾具和下夾具，材料力學性能試驗機通過大口徑螺紋與上、下夾具連接，其特征在于在上夾具和下夾具的支撐面中心位置處加工有凹槽，凹槽的深度是5mm，用于放置、定位支撐板并防止其意外彈出，在凹槽內(nèi)放置有上支撐板和下支撐板，上支撐板和下支撐板是厚度為10mm的圓柱體，其直徑小于凹槽的直徑。本發(fā)明的有益效果是試驗裝置非常簡單實用，安裝拆卸方便，測試過程高效和安全，易于在普通的材料試驗機上精確實現(xiàn)給定速率和鍛壓比要求的鈦合金絲材冷頂鍛試驗，不僅有利于試驗分析，且試樣的冷頂鍛效果極好，測試成本低，支撐板可以更換，屬于一種非常有效和實用的鈦合金絲材冷頂鍛試驗裝置。
文檔編號G01N3/04GK101498634SQ200810167019
公開日2009年8月5日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權日2008年10月9日
發(fā)明者丁傳富, 劉建中, 李興無, 沙愛學, 胡本潤, 勃 陳, 陳劍峰 申請人:中國航空工業(yè)第一集團公司北京航空材料研究院