夹板131的板壁为空 腔结构，其内部填充冷却液，旋转盘130设置在冷却夹板131的凹槽内，周围能够与旋转盘 130配合锁紧；冷却夹板131还包括进液口 132及出液口 133,在进液口 132处安装流量阀 153,流量阀153及温度传感器170分别与流量控制器162相连，流量控制器162通过温度 传感器170监测旋转盘130的温度，进而通过调节流量阀153控制在冷却夹板131的空腔 结构内的循环冷却液流量；在本实施例中，冷却夹板131的材质为热传导性能优良的铜材 质；并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此，在实施本发明时，冷却夹板 131可设计为"T"型结构，其板壁为空腔结构，其内部填充冷却液，"T"型结构分为水平部及 竖直部，水平部具有凹槽，旋转盘130设置在冷却夹板131的凹槽内，周围能够与旋转盘130 配合锁紧，竖直部能够相配合插入到中空主轴140内部，从而延长冷却液流动路径，使旋转 盘130冷却散热效果更好。
[0042] 在另一种实施例中，试验品201为柱状晶铜，其通过热乳连铸方法制备，直径为 5mm~10mm，如图3、图4所示，我们选取铜棒的轴向面和径向面作为试验的待试验摩擦表 面，其晶粒取向相应的平行和垂直于接触界面，两种晶粒取向相应地称为水平取向和垂直 取向，首先通过电火花线切割原始柱状晶铜棒得到?5X3mm的圆柱销，由于其长度尺寸 有限，不便于在销夹具上的固定，因此，在初步切取的圆柱销末端用砂纸磨平后，利用金属 粘结剂粘连一个端面用砂纸磨平了纯铜圆柱，以制备出具有合适尺寸的销试样；在本实施 例中，制备尺寸为Φ5Χ 15mm的销试样，试验品销试样125及标准品销试样126尺寸均为 Φ5Χ 15mm〇
[0043] 如图1、图2所示，本发明还提供了一种试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试 验计算方法，通过使用本发明所提供的试验装置，包括如下步骤：
[0044] 步骤一：将试验品201及标准品202通过金属粘结剂分别与铜圆柱相粘结组成试 验品销试样125及标准品销试样126,分别称量试验品销试样125质量及标准品销试样126 质量；
[0045] 步骤二：将试验品销试样125及标准品销试样126分别与试验品液压缸活塞123 及标准品液压缸活塞124的下端通过销夹具固定连接；
[0046] 步骤三：开启油栗152,控制试验品液压缸121及标准品液压缸122压力，待压力 平稳后开启电机Iio使旋转盘旋转，同时驱动冷却液对旋转盘进行冷却，调节电机Iio转速 进行试验；
[0047] 步骤四：试验完成后，称量试验品销试样125及标准品销试样126质量， 分别计算磨损率；首先，分别得到试验品销试样125绝对磨损率A 1及标准品销试 样126绝对磨损率A2，然后，通过标准品销试样126绝对磨损率^及经验校正公式
，计算得到试验品销 试样125相对磨损率Y ;其中，S为销试样与旋转盘相对滑动距离，单位为mm，F为载荷，单 位为N，f为试验品摩擦系数，η为电机转数，单位为r/min，T。为旋转盘平均温度，单位为°(：， t为测试时间，单位为s;在本实施例中，0<S< 1334，1<F< 15。
[0048] 在另一种实施例中，在步骤四中，标准品202可选择为高强度耐磨材质，对试验品 201的磨损率进行校正计算，同时，也可选择如如图3、图4所示中的两种晶粒取向分别为水 平取向和垂直取向的铜棒作为标准品，同步测试任意未知晶面及晶向指数的铜棒的绝对磨 损率，再通过与已知晶面及晶向指数的铜棒的绝对磨损率进行经验校正得到相对磨损率， 为不同的晶面及晶向指数的铜棒的相对磨损率进行数据分析；同时，在本实施例中，可以提 供一个相对磨损率取值范围A"，A"满足条件A' -a <A"< A' +a，以已知晶面及晶向 指数的铜棒作为标准品202,计算未知晶面及晶向指数的试验品201的相对磨损率是否满 足取值范围A"，以检测试验品是否符合预设标准，或者通过此范围进行择优选择相对磨损 率在此区间的试验品201，作为一种优选，在本实施例中，a = 5. 6X10 9。
[0049] 在另一种实施例中，在步骤一中，试验品销试样125及标准品销试样126称量前在 无水乙醇溶液中超声处理10分钟，以去除表面油污和其他吸附杂质，干燥后待用；同时，在 步骤一及步骤三中，利用精确度为0.1 mg的电子天平称量试验品销试样125及标准品销试 样126的磨损前后质量，计算得到销试样的磨损率。
[0050] 在另一种实施例中，在步骤四中，通过公式
计算试验品销试样绝 对磨损率A1及标准品销试样绝对磨损率A 2，单位为cm3/N · m，其中，△ W为销试样试验前后 质量差值，单位为g，P为试验品的密度，单位为g/cm3, S为销试样与旋转盘相对滑动距离， 单位为mm，F为载荷，单位为N0
[0051] 在另一种实施例中，开启流量控制器162后，冷却夹板131的空腔结构中的冷却液 流量根据公式Q = 〇. 1312ea°°1T进行调节；其中，e为自然对数的底数，T为试验过程中的旋 转盘温度，单位为"€，流量Q的单位为mL/s。
[0052] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，其特征在于，包括： 旋转盘； 标准品销试样，其与标准品液压缸相连；所述标准品液压缸能够选择性的驱动所述标 准品销试样接触所述旋转盘表面；以及 试验品销试样，其与试验品液压缸相连；所述试验品液压缸能够选择性的驱动所述试 验品销试样接触所述旋转盘表面； 电机，用于驱动所述旋转盘旋转； 其中，所述试验品液压缸和所述标准品液压缸内活塞承压面积相等，所述试验品液压 缸和所述标准品液压缸连通，并且由同一油栗驱动。2. 如权利要求1所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，其特征在 于，冷却夹板，其具有凹槽，所述旋转盘设置在凹槽内；所述冷却夹板的板壁为空腔结构，内 部填充冷却液；以及 温度传感器，其安装在所述旋转盘中心处，能够监测旋转盘温度； 所述冷却夹板的板壁还包括进液口及出液口，所述进液口处安装流量阀，所述流量阀 及所述温度传感器还分别与流量控制器相连，所述流量控制器通过监测所述旋转盘温度调 节所述流量阀控制冷却液流量。3. 如权利要求2所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，其特征在 于，还包括：油压控制器，其分别与油压检测器及油栗相连，所述油压控制器控制所述油栗 调节进油量，进而控制所述试验装置试验载荷。4. 如权利要求2或3所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，其特征 在于，所述试验品为柱状晶铜，其通过热乳连铸方法制备，直径为5mm~10mm。5. 如权利要求4所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，其特征在 于，所述柱状晶铜的轴向面和径向面作为试验的摩擦表面，其晶粒取向相应的平行和垂直 于接触界面。6. 如权利要求5所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，其特征在 于，所述标准品液压缸进油孔处还设置有截止阀。7. -种试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验计算方法，其特征在于，包括如下 步骤： 步骤一：将试验品及标准品通过金属粘结剂分别与铜圆柱相粘结组成试验品销试样及 标准品销试样，分别称量所述试验品销试样质量及所述标准品销试样质量； 步骤二：将所述试验品销试样及所述标准品销试样分别与活塞下端相配合连接； 步骤三：开启油栗，控制液压缸压力，待压力平稳后使旋转盘旋转；驱动冷却液对旋转 盘进行冷却； 步骤四：称量所述试验品销试样及所述标准品销试样质量，分别计算 磨损率，分别得到所述试验品销试样绝对磨损率&及所述标准品销试样 绝对磨损率A2，再通过所述标准品销试样绝对磨损率^及经验校正公式，.计算得到所述试 验品销试样相对磨损率A';其中，S为销试样与旋转盘相对滑动距离，F为载荷，f为试验 品摩擦系数，η为电机转数，T。为旋转盘平均温度，t为测试时间。8. 如权利要求7所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验计算方法，其特征 在于，所述步骤一中，所述试验品销试样及所述标准品销试样称量前在无水乙醇溶液中超 声处理，干燥后再称量。9. 如权利要求8所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验计算方法，其特征 在于，所述步骤四中，通过公：'算所述试验品销试样绝对磨损率4及所 述标准品销试样绝对磨损率A2，其中，AW为销试样试验前后质量差值，P为试验品的密度，S为销试样与旋转盘相对滑动距离，F为载荷。10. 如权利要求7所述的试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验计算方法，其特 征在于，冷却液流量根据公式Q= 0. 1312e°'°°1T进行调节；其中，e为自然对数的底数，T为 旋转盘温度。
【专利摘要】本发明公开了一种试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验装置，包括：旋转盘；标准品销试样，其与标准品液压缸相连；试验品销试样，其与试验品液压缸相连；电机，用于驱动旋转盘旋转；其中，试验品液压缸和标准品液压缸内活塞承压面积相等，试验品液压缸和标准品液压缸连通，并且由同一油泵驱动。本发明还公开了一种试样表面晶粒具有择优取向的滑动磨损试验计算方法。本发明具有试验品安装拆卸方便，试验操作灵活可控，可选择性的进行单一试验或同步对比试验，同时试验结果计算过程排除外界因素干扰，冷却液流动量可灵活调节等特点。
【IPC分类】G01N3/56, G01N5/04
【公开号】CN105259064
【申请号】CN201510664809
【发明人】商剑, 张越, 刘亮
【申请人】辽宁工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月13日