一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法

本发明属于材料加工处理，具体涉及一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法。

背景技术：

1、在机械加工过程中，金属成形后的构件会产生加工硬化。加工硬化提高了金属的强度和硬度，降低了金属的塑性和韧性。加工硬化不仅影响了构件的精度和尺寸稳定性，还降低了使用寿命。金属的强度和韧性之间存在相互制约的关系。通过合理选择加热处理的工艺参数，可以在保持金属具备良好强度的同时，大幅提高材料的塑性。实际生产过程中通常对金属构件等进行合适的加热处理，调控其组织性能，满足下一步的使用需求。例如，根据应用场景的需求，某些大型结构体在实际的生产加工过程中需要进行局部处理。例如使用堆焊方法修补零部件的破损区域，为了提高零部件的整体性能和使用寿命，修补区域的微观组织需要进行强韧化处理。某些零部件的凸台或孔洞需要进行强韧化处理来满足一些特定的需求等等。加热处理工艺不仅时间长，而且对设备的要求极高。尤其对大型结构体的特定区域进行处理时，退火工艺变得更加复杂，实现起来十分困难，甚至无法处理。

技术实现思路

1、针对现有大型结构体热处理退火工艺存在的问题和实现某些零部件的凸台或孔洞需要进行强韧化处理的需求，本发明提出了一种采用脉冲电流实现大型结构体局部快速强韧化处理的方法。该方法可以通过调控微观组织的方式改变金属材料的力学性能，解决大型结构体局部处理的难题，并且可以减少处理时间。

2、为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，包括如下步骤：

4、步骤1：根据结构体的材质和要求，建立脉冲电流处理参数与结构体材料组织性能变化之间的关系；

5、步骤2：根据脉冲电流处理参数与结构体材料组织性能变化之间的关系，对结构体待处理区域设置合理的电流参数；

6、步骤3：设计合适的电流路径，固定电极至结构体待处理区域，加载脉冲电流，进行单次或者多次脉冲电流处理；

7、步骤4：脉冲电流处理结束后，冷却至室温。

8、进一步地，所述步骤1中脉冲电流处理参数包括脉冲电流密度和脉冲电流处理时间。

9、进一步地，所述步骤1中结构体材料组织性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度和微观组织。

10、进一步地，所述步骤2中电流参数包括脉冲电流密度、脉冲电流处理时间、频率和占空比。

11、进一步地，所述步骤3中固定电极的方式包括单一片状电极与导电胶配合、片状电极链与导电胶配合和电极夹具与引导体配合。

12、进一步地，所述步骤4中冷却的方式包括空冷、风冷、水冷和液氮冷却。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

14、(1)本发明通过引入脉冲电流处理，通过调控微观组织可以实现大型结构体局部的快速处理。

15、(2)本发明通过设计合适的电流路径，可以实现同一时间对大型结构体不同区域进行相同或不同的处理。

16、(3)本发明通过使用导电胶与片状电极配合、电极夹具与引导体配合方式，合理改变片状电极或引导体的形状，可以满足大型结构体的凸台、孔洞等各种局部处理的需要。

技术特征：

1.一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，其特征在于：所述步骤1中脉冲电流处理参数包括脉冲电流密度和脉冲电流处理时间。

3.根据权利要求1所述的一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，其特征在于：所述步骤1中结构体材料组织性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度和微观组织。

4.根据权利要求1所述的一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，其特征在于：所述步骤2中电流参数包括脉冲电流密度、脉冲电流处理时间、频率和占空比。

5.根据权利要求1所述的一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，其特征在于：所述步骤3中固定电极的方式包括单一片状电极与导电胶配合、片状电极链与导电胶配合和电极夹具与引导体配合。

6.根据权利要求1所述的一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法，其特征在于：所述步骤4中冷却的方式包括空冷、风冷、水冷和液氮冷却。

技术总结
本发明属于材料加工处理技术领域，具体涉及一种用于大型结构体脉冲电流局部快速强韧化处理的方法。该方法包括：根据结构体的材质和要求，建立脉冲电流处理参数与结构体材料组织性能变化之间的关系；根据脉冲电流处理参数与结构体材料组织性能变化之间的关系，对结构体待处理区域设置合理的电流参数；设计合适的电流路径，固定电极至结构体待处理区域，加载脉冲电流，进行单次或者多次脉冲电流处理；脉冲电流处理结束后，冷却至室温。该方法引入脉冲电流处理，通过调控微观组织的方式改变金属材料的力学性能，解决大型结构体局部处理的难题，并且可以减少处理时间。

技术研发人员：王涛,刘奇,张浩然,范婉婉,丁青山,刘欣怡,任忠凯,黄庆学
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17