【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料成型，特别涉及一种金属材料电流微区逐步处理加工装置及其处理方法。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，多应用场景对金属材料的要求不仅仅局限于单一性能，复杂环境中零部件材料需要满足多功能一体化的需求，其中一个重要的应用方向为满足材料不同部分具有不同的使役性能，例如：在ti合金骨骼的应用上，往往要求关节处具有更高的硬度和耐摩擦性能，而骨架处则要求具有更好的韧性。因此需要通过新的制备方式和加工技术，实现材料成分、组织、工艺与性能的综合精确调控。
2、为满足上述需求，可以通过使用复合材料或者对材料进行区域加工。其中复合材料的制备过程中，需要面临两种或多种合金材料的焊接问题，金属间化合物的生成是复合界面必须要面对的重要问题。例如在cu和al的复合界面处容易产生脆性的金属间化合物，从而影响材料的整体力学性能。同时，成分复杂的复合材料对于材料的可持续发展并不友好，回收再利用过程中多种元素的分离使材料的可持续成本大幅增加。对于同质材料的不同区域改性技术通常有表面改性技术，即通过渗碳、渗氮、镀层、局部热处理、局部锻造等工艺使零部件表面、内部形成新的组织结构，从而实现对金属材料某一区域的性能改善。通常如渗碳、渗氮、镀层这类表面处理技术对金属材料性能的改善仅作用在材料表面，无法对材料内部组织、性能进行调整。局部热处理和局部锻造可以对材料整体进行加工处理，但难以对形状复杂的材料进行加工以及微区精细化调控，同时容易受到设备尺寸和材料尺寸的影响。
3、基于上述材料制备加工过程中面临的问题，本专利技术提出在电脉冲处
技术实现思路
1、为了解决上述背景中的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置。本专利技术提供的装备能够实现金属材料微区组织智能化设计，对金属板材、带材、管材等型材的特定区域进行电流微区处理并获得理想的组织结构，该装置不仅解决了传统热处理过程中受制于炉腔尺寸、热处理时间较长的问题，同时能够对金属材料的特定区域进行组织性能精确调控，显著提高生产效率、降低生产成本，提高产品的综合性能，可用于工业规模化生产。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，实现大尺寸金属材料不同区域微观/介观组织的精确调控。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、本专利技术提供了一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，所述金属材料电流微区逐步扫描处理装置包括电流输出系统、电流微区处理装置、两台工件传输装置，
5、所述电流输出系统包含电源，用于为电流微区处理装置提供电流；
6、所述电流微区处理装置包含电流探头1号，电流探头2号，电流铜板1号、电流铜板2号、电缆固定铜环1号、电缆固定铜环2号；三轴位移平台1号，固定平台；
7、所述电流铜板1号的后端与电缆固定铜环1号连接，前端设置电流探头1号；所述电流铜板2号的后端与电缆固定铜环2号连接，前端上设置电流探头2号；所述电缆固定铜环1号、电缆固定铜环2号分别与电源的正极、负极相连，
8、所述固定平台由支座与位于支座最上方的台面组成，所述台面上方设置有限位板，所述电流铜板1号位于台面的上方与限位板的下方，使其能在y轴上自由移动，在x轴上限位移动；所述电流铜板2号固定于三轴位移平台1号的上方，电流铜板2号能随三轴位移平台1号的移动而在x、y、z轴上移动；所述电流铜板2号与三轴位移平台位于台面的下方，工作时，所述电流探头1号与电流探头2号分别设置于待处理的金属材料的上方与下方，并控制电流探头1号与电流探头2号在垂直方向上中心对中，
9、所述两台工件传输装置均分别包含支撑组件、辊轮组件、伺服电机、三轴位移平台2号；所述支撑组件固定于三轴位移平台2号的上方，所述支撑组件由间隔对称的支撑箱体1号、支撑箱体2号组成，所述辊轮组件包含上辊轮、下辊轮，所述上辊轮、下辊轮的垂直对称的设置在支撑箱体1号、支撑箱体2号的内侧，所述伺服电机安装于支撑箱体2号的外侧，伺服电机驱动上辊轮、下辊轮转动；
10、所述两台工件传输装置间隔的平行放置，所述电流微区处理装置位于两台工件传输装置的中间，待处理的金属材料夹持于两台工件传输装置的上辊轮、下辊轮中间，通过伺服电机驱动上辊轮与下辊轮使待处理的金属材料在x轴方向位移。
11、现有技术中对材料进行电流输出时，通常对材料进行整体性的施加电流，而本专利技术所提供的装置是一种能够连续对金属材料的微小区域分区逐步的提供电流，本专利技术所提供的微区逐步扫描处理装置是通过电流探头1号与电流探头2号对探头垂直投影范围内的工件微区施加电流，本专利技术的所提供的电流微区逐步扫描处理装置在应用过程中，通过两台工件传输装置，将金属材料在x轴上传输，同时，所述电流探头1号与电流探头2号分别设置于待处理金属材料的上方与下方，利用电流探头的横截面尺寸，控制单次对金属材料施加电流的面积，同时通过电流探头1号与电流探头2号在y轴上自由移动，在x轴上限位移动，对待处理的金属材料完成连续微区扫描处理。
12、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述金属材料电流微区逐步扫描处理装置包括电流输出系统、电流微区处理装置、两台工件传输装置，
2.根据权利要求1所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述电流输出系统还包含电流输出控制系统、纯铜电缆，所述电流输出控制系统用于控制电流的输出，所述纯铜电缆用于与电缆固定铜环1号、电缆固定铜环2号相连；
3.根据权利要求1所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述电流探头1号与电流探头2号的材质选自弥散铜、铬青铜、锆青铜、钨铜、钼铜、纯铜、石墨中的一种；
4.根据权利要求1所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述金属材料电流微区逐步扫描处理装置还包含绝缘模块，所述绝缘模块位于电流铜板1号与固定平台之间，电流铜板2号与X、Y、Z三轴位移平台1之间，辊轮组件与待处理金属材料之间；
5.权利要求1-4任意一项所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：应用金属材料电流微区逐步扫描处理装置，将待处理的金属材料夹持于两台工件传输装
6.根据权利要求5所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：所述待处理的金属材料选自经退火处理的冷加工件A或具有心部柱状晶+边部等轴晶的组织的热加工件再经冷加工所得冷加工件B。
7.根据权利要求6所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：所述经退火处理的冷加工件A的获取过程为：将铸态合金材料进行冷加工，控制冷加工变形量为50％～98％，然后将冷加工件进行退火处理即得。
8.根据权利要求6所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：当待处理的金属材料选自经退火处理的冷加工件时，将待处理的金属材料在X、Y轴平面上分成若干处理区域以及设定各处理区域的电流微区逐步扫描处理工艺的获取方式为：通过计算机系统，利用Thermo-Calc相图计算软件、有限元模拟软件、机器学习计算模拟出电流微区逐步扫描处理工艺在待金属板材加工后的微观组织以及性能，然而根据不同的性能要求，在X、Y轴平面上分成若干处理区域以及设定各处理区域的电流微区逐步扫描处理工艺，再进行电流微区逐步扫描处理。
9.根据权利要求6所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：心部柱状晶+边部等轴晶的组织的热加工件的获取方法为，将根据金属材料的成分配取金属原料进行熔炼获得金属液，将金属液进行定向结晶获得具有斜八字型柱状晶组织的铸锭，将铸锭进行热加工处理即得；
10.根据权利要求6所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：当待处理的金属材料选自具有心部柱状晶+边部等轴晶的组织的热加工件再经冷加工所得冷加工件B时，电流微区逐步扫描处理过程为：将金属材料沿长度方向或宽度方向划分为平行的若干硬化区与软化区，其中硬化区与软化区交替分布，同时硬化区与软化区中间设置有空白区，然后依次对硬化区，软化区进行电流微区逐步扫描处理，其中硬化区的电流微区逐步扫描处理参数为：电压0.01～8V，电流为100～500A，软化区的电流微区逐步扫描处理参数为：电压8～20V，电流为800～2000A；
...【技术特征摘要】
1.一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述金属材料电流微区逐步扫描处理装置包括电流输出系统、电流微区处理装置、两台工件传输装置，
2.根据权利要求1所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述电流输出系统还包含电流输出控制系统、纯铜电缆，所述电流输出控制系统用于控制电流的输出，所述纯铜电缆用于与电缆固定铜环1号、电缆固定铜环2号相连；
3.根据权利要求1所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述电流探头1号与电流探头2号的材质选自弥散铜、铬青铜、锆青铜、钨铜、钼铜、纯铜、石墨中的一种；
4.根据权利要求1所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理装置，其特征在于：所述金属材料电流微区逐步扫描处理装置还包含绝缘模块，所述绝缘模块位于电流铜板1号与固定平台之间，电流铜板2号与x、y、z三轴位移平台1之间，辊轮组件与待处理金属材料之间；
5.权利要求1-4任意一项所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：应用金属材料电流微区逐步扫描处理装置，将待处理的金属材料夹持于两台工件传输装置的上辊轮、下辊轮中间，且将电流探头1号位于待处理金属材料的上方，电流探头2号位于待处理金属材料的下方，且电流探头1号与电流探头2号中心对中，将待处理金属材料在x、y轴平面上分成若干处理区域以及设定各处理区域的电流施加工艺，然后通过电流探头1号与电流探头2号对待处理金属材料进行电流微区逐步扫描处理，所述电脉冲微区逐步扫描处理过程中，通过三轴位移平台1号在z轴方向向上移动，控制电流铜板2号向上移动，从而使电流探头1号与电流探头2号夹紧待处理的金属材料，通过伺服电机驱动上辊轮与下辊轮使待处理的金属材料在x轴方向位移，并通过三轴位移平台1号移动控制电流铜板1和电流铜板2在x轴、y轴方向位移。
6.根据权利要求5所述的一种金属材料电流微区逐步扫描处理方法，其特征在于：所述...
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