1.一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将原始板料表面进行光洁处理,而后进行切割,形成预设的目标外形的预制板材;
S2、将预制板材固定放置于与其外形相匹配的成形槽内,设置脉冲电源发生器的电流参数,并使预制板材与脉冲电源发生器的一极电源输出端连接;
S3、将位于预制板材的上方且圆柱表面设置有凸凹纹理的成筋压辊与脉冲电源发生器的另一极电源输出端连接,通过加压装置驱动成筋压辊下行至成筋压辊的圆柱表面与预制板材的表面一端接触并保持预设的压紧力;
S4、水平位移装置驱动成形槽及预制板材水平移动,使成筋压辊与预制板材的表面发生相对滚动,直至成筋压辊从预制板材的表面另一端脱离,在相对滚动的过程中,成筋压辊的圆柱表面上的压筋依次与预制板材的表面上不同位置接触,并在接触位置因电流通过而产生局部加热,相对滚动完成后,预制板材的表面形成凹凸纹理,得到第一加载步成形件;
S5、将位于第一加载步成形件的上方且圆柱表面光整的平筋压辊与脉冲电源发生器的另一极电源输出端连接,通过加压装置驱动平筋压辊下行至平筋压辊的圆柱表面与第一加载步成形件的表面一端接触并保持预设的压紧力;
S6、水平位移装置驱动成形槽及第一加载步成形件水平移动,使平筋压辊与第一加载步成形件的表面发生相对滚动,直至平筋压辊从第一加载步成形件的表面另一端脱离,在相对滚动的过程中,平筋压辊的圆柱表面上依次与第一加载步成形件的表面上不同位置的凸起部位接触,并在接触位置因电流通过而产生局部加热,相对滚动完成后,第一加载步成形件表面的凹凸纹理恢复至平面形状,形成第二加载步成形件;
S7、通过加压装置驱动位于第二加载步成形件的上方且圆柱表面光整的矫形压辊下行,至矫形压辊的圆柱表面与第二加载步成形件的表面一端接触并保持预设的压紧力;
S8、水平位移装置驱动成形槽及第二加载步成形件水平移动,使矫形压辊与第二加载步成形件的表面发生相对滚动,直至矫形压辊从第二加载步成形件的表面另一端脱离,通过矫形压辊的圆柱表面对第二加载步成形件的表面进行冷矫形以调整表面的平面度;
S9、重复步骤S3至步骤S8至预设的循环次数,完成多道次的辊压成形过程,制得梯度超精细组织板材;
S10、关闭脉冲电源发生器,加压装置和水平位移装置复位,将成形后的梯度超精细组织板材从成形槽内移出。
2.根据权利要求1所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压工艺,其特征在于:步骤S2中,设置脉冲电源发生器的电流参数为:频率为500Hz、电流密度为20 30A/~2
mm 、占空比为75us。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压工艺,其特征在于:步骤S4中,成筋压辊与预制板材的接触位置因电流通过而产生局部加热后达到的温度为500 800℃。
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4.根据权利要求1或2所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压工艺,其特征在于:步骤S6中,平筋压辊与第一加载步成形件的接触位置因电流通过而产生局部加热后达到的温度为500 800℃。
~
5.根据权利要求1所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压工艺,其特征在于:所述成筋压辊的表面上的凸凹纹理半径差为预制板材厚度的1/4~1/3。
6.一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压装置,应用如权利要求1至5任意一项所述的制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压工艺,该电辅助齿形辊压装置包括底板(1)、顶板(101)和脉冲电源发生器,所述顶板(101)通过支撑柱(102)固定设置于底板(1)的上方,其特征在于:所述底板(1)的顶面上固定设置有线性模组(4)和位于线性模组(4)侧方的支撑导轨(401),所述线性模组(4)的顶部动力输出端固定连接有成形槽(2),成形槽(2)的底面滑动搭接与支撑导轨(401)的顶部,成形槽(2)用于放置待成形加工的预制板材;
所述顶板(101)的顶部固定设置有液压缸(3),液压缸(3)的输出轴端固定连接有位于顶板(101)下方的升降架板(7),所述升降架板(7)上转动设置有压辊组件(5)和固定设置有压辊切位动力装置(6),所述压辊组件(5)包括转动连接于升降架板(7)底部的切位转轴(501)、分别固定设置于切位转轴(501)两端轴径上的两个切位转板(502)、分别转动安装于两个切位转板(502)之间的成筋压辊(503)、平筋压辊(504)和矫形压辊(505),所述成筋压辊(503)、平筋压辊(504)和矫形压辊(505)的轴线围绕切位转轴(501)的轴线圆周均匀分布,所述成筋压辊(503)的圆柱面上设置有凹凸纹理,所述平筋压辊(504)和矫形压辊(505)的圆柱面均为光整面;
所述压辊切位动力装置(6)的动力输出端与切位转轴(501)的端部传动连接,压辊切位动力装置(6)可驱动成筋压辊(503)、平筋压辊(504)和矫形压辊(505)依次地位于切位转轴(501)的下方并位于预制板材的顶面一端正上方;
所述成形槽(2)与脉冲电源发生器的一极电源输出端电连接,所述成筋压辊(503)和平筋压辊(504)均与脉冲电源发生器的另一极电源输出端电连接,所述液压缸(3)驱动压辊组件(5)下降时,处于切位转轴(501)下方的成筋压辊(503)或平筋压辊(504)或矫形压辊(505)的外圆面与预制板材的表面接触并保持预设的压力,所述线性模组(4)驱动成形槽(2)及预制板材水平移动时,与预制板材的表面相接触的成筋压辊(503)或平筋压辊(504)或矫形压辊(505)与预制板材的表面相对滚动。
7.根据权利要求6所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压装置,其特征在于:所述压辊切位动力装置(6)包括固定安装于升降架板(7)顶部底面上的切位驱动电机(601)、转动连接于升降架板(7)上的传动转轴(602),所述切位驱动电机(601)的输出轴端固定连接有主动锥形齿轮(603),传动转轴(602)上固定连接有与主动锥形齿轮(603)啮合连接的从动锥形齿轮(604),传动转轴(602)的轴径上固定连接有第一传动齿轮(605),所述切位转轴(501)的轴径上固定连接有位于切位转板(502)的外侧并与第一传动齿轮(605)啮合连接的第二传动齿轮(606)。
8.根据权利要求6或7所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压装置,其特征在于:所述升降架板(7)上还固定设置有锁位机构(8),所述锁位机构(8)包括固定安装于升降架板(7)顶面上的锁位气缸(801)、固定连接于锁位气缸(801)输出轴端上的锁位插杆(802),所述锁位插杆(802)的底端设置有插接头(803),所述切位转板(502)的外缘表面上开设有三个依次与插接头(803)匹配插接的插接槽(5021),三个插接槽(5021)围绕切位转轴(501)的轴线圆周均匀分布。
9.根据权利要求6所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压装置,其特征在于:所述成筋压辊(503)、平筋压辊(504)和矫形压辊(505)的轴向长度均相等、外圆面半径均相等,且轴向长度均不小于成形槽(2)的槽内宽度。
10.根据权利要求6或9所述的一种制备梯度超细晶组织板材的电辅助齿形辊压装置,其特征在于:所述成筋压辊(503)的圆柱面上设置的凹凸纹理为直齿状、斜齿状、交叉网齿状、狼牙钉齿状中的任意一种。