專利名稱：用于高溫合金持久試驗(yàn)的夾具及防氧化粘結(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及1000°C金屬持久試驗(yàn)的夾持及防護(hù)，即用于1000°C金屬持久試驗(yàn)中， 試樣的夾持及防止試樣與夾具的氧化粘接。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行100(TC高溫持久試驗(yàn)中，既要防止試樣和夾具高溫氧化粘接，還要能夠方便的將夾具和試分離。現(xiàn)有的金屬防氧化粘接技術(shù)主要集中在改善金屬的本質(zhì)、把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開、對金屬進(jìn)行表面處理、改善外界環(huán)境以及電化學(xué)保護(hù)等方式，來提升金屬的抗氧化粘接能力。而在1000°c的金屬持久試驗(yàn)中，試驗(yàn)要求金屬試樣為金屬原始狀態(tài)，從而確保試驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)金屬材料的真實(shí)性能，不能通過現(xiàn)有技術(shù)改變金屬狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)防氧化粘接，所以只能對金屬試樣連接處進(jìn)行非金屬涂層的表面處理，形成保護(hù)層。而現(xiàn)有技術(shù)中尚無能在100(TC條件下持續(xù)800小時(shí)還能反復(fù)使用的防護(hù)方法及防護(hù)夾具。目前高溫持久試驗(yàn)中采用的夾具為普通螺紋連接方式，該夾具的一端為內(nèi)螺紋， 另一端為外螺紋，通過內(nèi)螺紋使該夾具與試樣連接，通過外螺紋，將夾具固定在持久試驗(yàn)機(jī)上。由于試驗(yàn)溫度高達(dá)1040°C，在拆卸和安裝試樣時(shí)，螺紋夾具耗時(shí)繁瑣，使試驗(yàn)者長時(shí)間在高溫下進(jìn)行操作，環(huán)境較惡劣。同時(shí)，螺紋夾具在高溫下反復(fù)使用后，造成螺紋夾具自身氧化損傷，在試驗(yàn)過程中，無法有效準(zhǔn)確的夾持，還造成成本增加，試驗(yàn)結(jié)束后高溫氧化現(xiàn)象嚴(yán)重，夾具和試樣無法正常分離等情況，嚴(yán)重影響了高溫持久試驗(yàn)的效率和成功率，同時(shí)增加了大量的成本，造成了資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的工作環(huán)境惡劣、耗時(shí)長，并且螺紋夾具自身氧化損傷嚴(yán)重的不足，本發(fā)明提出了一種用于高溫合金持久試驗(yàn)的夾具及防氧化粘結(jié)方法。本發(fā)明包括夾頭、夾環(huán)和中間接頭，所述的夾頭一端為內(nèi)螺紋，另一端為光桿的夾桿；夾環(huán)是由兩個(gè)半圓形套筒組合而成的；夾環(huán)的內(nèi)徑與夾頭上夾桿的外徑相同；夾環(huán)的外徑與位于持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)徑相同；在所述夾環(huán)的一端有徑向凸出的卡
ο本發(fā)明還提出了一種上述高溫合金持久試驗(yàn)的夾具的防氧化粘結(jié)方法，包括以下步驟步驟1，對夾頭和中間接頭或夾頭噴涂抗咬合劑；在兩個(gè)夾頭的內(nèi)螺紋處和/或中間接頭的內(nèi)螺紋處分別噴涂抗咬合劑，使抗咬合劑均勻覆蓋螺紋表面；將噴涂過抗咬合劑的夾頭垂直放置，并使夾頭的螺紋端朝下，中間接頭亦垂直放置，在室溫下保持10分鐘；步驟2，在試樣上涂覆抗咬合劑；將試樣兩端的螺紋部分分別浸入抗咬合劑中，并分別將試樣按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)360° ；步驟3，安裝試樣；將兩個(gè)試樣的一端分別旋入夾頭中，將兩個(gè)試樣的另一端分別旋入中間接頭的內(nèi)孔中，使兩個(gè)夾頭、兩個(gè)試樣和中間接頭串接在一起，并將每處螺紋擰緊后再退出兩扣； 步驟4，對夾頭和中間接頭進(jìn)行防氧化處理；在夾頭和試樣接口處、中間接頭和試樣的接口處噴涂玻璃潤滑劑，通過玻璃潤滑劑封住夾具、中間接頭和試樣的接口 ；步驟5，固化夾頭和中間接頭上的玻璃潤滑劑；將經(jīng)過防氧化處理的夾頭和中間接頭置于烘箱內(nèi)，對烘箱加溫至80°C ；放置30分鐘后取出，使噴涂在夾頭和中間接頭上的玻璃潤滑劑固化；步驟6，將夾具與持久試驗(yàn)機(jī)連接；將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣與持久試驗(yàn)機(jī)的連接；通過持久試驗(yàn)機(jī)調(diào)節(jié)試樣的位置，使試樣位于持久試驗(yàn)機(jī)的高溫爐內(nèi)，進(jìn)行持久試驗(yàn)。本發(fā)明所述的高溫合金是指能夠在600°C以上高溫下承受較大復(fù)雜應(yīng)力的，并具有表面穩(wěn)定性的高合金化鐵基或鎳基、鈷基奧氏體金屬材料。本發(fā)明通過夾頭與持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿連接，并利用夾環(huán)將夾具卡在連接桿上， 從而實(shí)現(xiàn)試樣的高溫持久試驗(yàn)。本發(fā)明在夾具螺紋處噴涂耐高溫的抗咬合劑，并通過玻璃潤滑劑對夾具和試樣進(jìn)行防氧化處理。由于本發(fā)明采取的上述技術(shù)措施，在1040°C的高溫環(huán)境下，能夠避免夾具間的氧化粘接，并且方便快捷的拆卸和安裝試樣，減少試驗(yàn)者在高溫下的操作時(shí)間。同時(shí)，夾具、中間接頭和半環(huán)通過試驗(yàn)中的緊配合，能有效避免試樣在被夾持過程中的晃動，確保試樣與夾具的同軸度，垂直拉伸試樣，進(jìn)一步提高試驗(yàn)精度。本發(fā)明使用抗咬合劑，能夠防止試樣和夾具在長期高溫拉伸狀態(tài)下的相互粘接。試驗(yàn)結(jié)束后，夾具和試樣易分離，拆卸方便，不會造成夾具和試樣的損壞，進(jìn)一步保護(hù)了夾具，提高了夾具的使用率。使用玻璃潤滑劑，能有效阻止氧氣進(jìn)入，從源頭上防止夾具和試樣本身的氧化和腐蝕變形，提高了高溫持久試驗(yàn)的效率和成功率，同時(shí)降低了成本，減少了資源浪費(fèi)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的高溫持久試驗(yàn)夾具。圖2是各部件連接示意圖。其中1.夾頭2.中間接頭3.夾環(huán)4.試樣
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例是一種用于1000°C高溫合金持久試驗(yàn)的夾具，試驗(yàn)的試樣4為兩件，并通過夾具中的之間接頭串接。試驗(yàn)的試樣4采用鎳基高溫合金制成。本實(shí)施例包括兩個(gè)夾頭1、兩個(gè)夾環(huán)3和一個(gè)中間接頭2。所述的夾頭1、夾環(huán)3和中間接頭2用定向鑄造高溫合金制成所述的夾頭1 一端為內(nèi)螺紋，另一端為光桿的夾桿。夾環(huán)3是由兩個(gè)半圓形套筒組合而成的。夾環(huán)3的內(nèi)徑與夾頭1上夾桿的外徑相同。夾環(huán)3的外徑與位于持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)徑相同。在所述夾環(huán)的一端有徑向凸出的卡盤，使所述夾環(huán)3的外圓表面呈階梯狀。中間接頭2為中空回轉(zhuǎn)體。中間接頭2的中心孔的內(nèi)徑與試樣的外徑相同。使用時(shí)，將兩個(gè)試樣4的一端分別旋入夾頭1中，將兩個(gè)試樣4的另一端分別旋入中間接頭2的內(nèi)孔中，使兩個(gè)夾頭1、兩個(gè)試樣4和中間接頭2串接在一起。將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)3的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)3，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣4與持久試驗(yàn)機(jī)的連接。本實(shí)施例還提出了一種利用上述夾具對K002高溫合金材料進(jìn)行高溫合金持久性能檢測的方法。本實(shí)施例中的試樣為兩件。其具體過程包括以下步驟步驟1，對夾頭和中間接頭噴涂抗咬合劑。在兩個(gè)夾頭1的內(nèi)螺紋處和中間接頭2 的內(nèi)螺紋處分別噴涂樂泰N-5000抗咬合劑，使抗咬合劑均勻覆蓋螺紋表面。將噴涂過抗咬合劑的夾頭1垂直放置，并使夾頭的螺紋端朝下，中間接頭2亦垂直放置，在室溫下保持10 分鐘。步驟2，在試樣上涂覆抗咬合劑。將2根試樣4的一端螺紋部分浸入樂泰N-5000 抗咬合劑中，并將試樣按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)360°，使試樣螺紋部分滾飽抗咬合劑。再將2根試樣4的另一端螺紋部分浸入樂泰N-5000抗咬合劑中，亦將試樣按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)360°，使試樣螺紋部分滾飽抗咬合劑。步驟3，安裝試樣。將兩個(gè)試樣4的一端分別旋入夾頭1中，將兩個(gè)試樣4的另一端分別旋入中間接頭2的內(nèi)孔中，使兩個(gè)夾頭1、兩個(gè)試樣4和中間接頭2串接在一起，并將每處螺紋擰緊后再退出兩扣。步驟4，對夾頭和中間接頭進(jìn)行防氧化處理。在夾頭和試樣接口處，以及中間接頭和試樣的接口處噴涂GT-6玻璃潤滑劑，通過玻璃潤滑劑封住夾具、中間接頭和試樣的接口，以完全隔絕夾具內(nèi)螺紋及試樣螺紋部分與氧氣的接觸。步驟5，固化夾頭和中間接頭上的玻璃潤滑劑。將經(jīng)過防氧化處理的夾頭和中間接頭置于烘箱內(nèi)，將烘箱加溫至80°C，放置30分鐘后取出，使噴涂在夾頭和中間接頭上的玻璃潤滑劑固化。步驟6，將夾具與持久試驗(yàn)機(jī)連接。將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)3的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)3，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣4與持久試驗(yàn)機(jī)的連接。通過持久試驗(yàn)機(jī)調(diào)節(jié)試樣的位置，使試樣位于持久試驗(yàn)機(jī)的高溫爐內(nèi)，進(jìn)行持久試驗(yàn)。實(shí)施例二本實(shí)施例是一種用于1040°C金屬持久試驗(yàn)的夾具，試驗(yàn)的試樣4為一件。試驗(yàn)的試樣4采用鐵基高溫合金制成。本實(shí)施例包括兩個(gè)夾頭1和兩個(gè)夾環(huán)3。所述的夾頭1和夾環(huán)3用定向鑄造高溫合金制成。所述的夾頭1 一端為內(nèi)螺紋，另一端為光桿的夾桿。夾環(huán)3是由兩個(gè)半圓形套筒組合而成的。夾環(huán)3的內(nèi)徑與夾頭1上夾桿的外徑相同。夾環(huán)3的外徑與位于持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)徑相同。在所述夾環(huán)的一端有徑向凸出的卡盤，使所述夾環(huán)3的外圓表面呈階梯狀。使用時(shí)，將試樣4的兩端分別旋入兩個(gè)夾頭1 一端的內(nèi)螺紋中，使兩個(gè)夾頭1和試樣4串接在一起。將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)3的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)3，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣4與持久試驗(yàn)機(jī)的連接。本實(shí)施例還提出了一種利用上述夾具對K002高溫合金材料進(jìn)行高溫合金持久性能檢測的方法。本實(shí)施例中的試樣為單個(gè)試樣。其具體過程包括以下步驟步驟1，對夾頭和中間接頭噴涂抗咬合劑。在兩個(gè)夾頭1的內(nèi)螺紋處和中間接頭2 的內(nèi)螺紋處分別噴涂樂泰N-5000抗咬合劑，使抗咬合劑均勻覆蓋螺紋表面。將噴涂過抗咬合劑的夾頭1垂直放置，并使夾頭的螺紋端朝下，中間接頭2亦垂直放置，在室溫下保持10 分鐘。步驟2，在試樣上涂覆抗咬合劑。將試樣4的一端螺紋部分浸入樂泰N-5000抗咬合劑中，并將試樣按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)360°，使試樣螺紋部分滾飽抗咬合劑。再將試樣4的另一端螺紋部分浸入樂泰N-5000抗咬合劑中，亦將試樣按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)360°，使試樣螺紋部分滾飽抗咬合劑。步驟3，安裝試樣。將試樣4的兩端分別旋入兩個(gè)夾頭1 一端的內(nèi)螺紋孔中，使兩個(gè)夾頭1和試樣4串接在一起，并將每處螺紋擰緊后再退出兩扣。步驟4，對夾頭進(jìn)行防氧化處理。在夾頭和試樣接口處噴涂GT-6玻璃潤滑劑，通過玻璃潤滑劑封住夾具和試樣的接口，以完全隔絕夾具內(nèi)螺紋及試樣螺紋部分與氧氣的接觸。步驟5，固化夾頭上的玻璃潤滑劑。將經(jīng)過防氧化處理的夾頭置于烘箱內(nèi)，將烘箱加溫至80°C，放置30分鐘后取出，使噴涂在夾頭上的玻璃潤滑劑固化。步驟6，將夾具與持久試驗(yàn)機(jī)連接。將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)3的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)3，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣4與持久試驗(yàn)機(jī)的連接。通過持久試驗(yàn)機(jī)調(diào)節(jié)試樣的位置，使試樣位于持久試驗(yàn)機(jī)的高溫爐內(nèi)，進(jìn)行持久試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于高溫合金持久試驗(yàn)的夾具，其特征在于，包括夾頭、夾環(huán)和中間接頭，所述的夾頭一端為內(nèi)螺紋，另一端為光桿的夾桿；夾環(huán)是由兩個(gè)半圓形套筒組合而成的；夾環(huán)的內(nèi)徑與夾頭上夾桿的外徑相同；夾環(huán)的外徑與位于持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)徑相同；在所述夾環(huán)的一端有徑向凸出的卡盤。
2.—種權(quán)利要求1所述夾具的防氧化粘結(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，對夾頭和中間接頭或夾頭噴涂抗咬合劑；在兩個(gè)夾頭的內(nèi)螺紋處和/或中間接頭的內(nèi)螺紋處分別噴涂抗咬合劑，使抗咬合劑均勻覆蓋螺紋表面；將噴涂過抗咬合劑的夾頭垂直放置，并使夾頭的螺紋端朝下，中間接頭亦垂直放置，在室溫下保持10分鐘；步驟2，在試樣上涂覆抗咬合劑；將試樣兩端的螺紋部分分別浸入抗咬合劑中，并分別將試樣按順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)360° ；步驟3，安裝試樣；將兩個(gè)試樣的一端分別旋入夾頭中，將兩個(gè)試樣的另一端分別旋入中間接頭的內(nèi)孔中，使兩個(gè)夾頭、兩個(gè)試樣和中間接頭串接在一起，并將每處螺紋擰緊后再退出兩扣；步驟4，對夾頭和中間接頭進(jìn)行防氧化處理；在夾頭和試樣接口處、中間接頭和試樣的接口處噴涂玻璃潤滑劑，通過玻璃潤滑劑封住夾具、中間接頭和試樣的接口 ；步驟5，固化夾頭和中間接頭上的玻璃潤滑劑；將經(jīng)過防氧化處理的夾頭和中間接頭置于烘箱內(nèi)，對烘箱加溫至80°C ；放置30分鐘后取出，使噴涂在夾頭和中間接頭上的玻璃潤滑劑固化；步驟6，將夾具與持久試驗(yàn)機(jī)連接；將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣與持久試驗(yàn)機(jī)的連接；通過持久試驗(yàn)機(jī)調(diào)節(jié)試樣的位置，使試樣位于持久試驗(yàn)機(jī)的高溫爐內(nèi)，進(jìn)行持久試驗(yàn)。
全文摘要
一種用于高溫合金持久試驗(yàn)的夾具及防氧化粘結(jié)方法。所述的夾具包括夾頭、夾環(huán)和中間接頭。夾頭一端為內(nèi)螺紋，另一端為夾桿。夾環(huán)是由兩個(gè)半圓形套筒組合而成的，夾環(huán)的一端有卡盤。將夾頭的夾桿裝入持久試驗(yàn)機(jī)連接桿上的連接孔內(nèi)，將組成夾環(huán)的兩個(gè)半圓形套筒套裝在夾頭的夾桿上，組合成圓形的夾環(huán)，并通過位于夾環(huán)的一端的卡盤將夾具卡在持久試驗(yàn)機(jī)的連接桿上，從而實(shí)現(xiàn)將試樣與持久試驗(yàn)機(jī)的連接。本發(fā)明在夾具螺紋處噴涂耐高溫的抗咬合劑，并通過玻璃潤滑劑對夾具和試樣進(jìn)行防氧化處理。本發(fā)明在進(jìn)行1000℃高溫持久試驗(yàn)中，有效防止了試樣和夾具高溫氧化粘接，并且易于分離，從而夾具和試樣拆卸方便，能反復(fù)使用，減少夾具和試樣損壞，降低成本。
文檔編號G01N25/00GK102565115SQ201110347148
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者于潔, 劉磊, 孫岳屏, 李航, 蘇鵬, 賈麗靜, 郭子靜, 閆達(dá) 申請人:西安航空動力股份有限公司