本发明专利技术公开一种用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置，包括有电磁悬浮冶炼系统、集预热及冷却可控的载物台和保护气氛系统，块状合金由送料装置送入电磁悬浮熔炼系统中，在高频交变电磁场作用下，块状合金悬浮在电磁悬浮线圈中快速升温并呈熔融态合金，高频交变电磁场撤除后高温熔融态合金在重力作用滴落至放置于载物台上的磨粒并沿着载物台表面铺展冷却，载物台的预热温度及冷却速率分别可以通过预热系统和冷却系统进行调节，置于磨粒周围的传感器可以监测到熔融态合金与磨粒接触过程中相关特征变化情况，本发明专利技术可以用于研究熔融态合金与磨粒接触状态的动态特征及其影响因素，结构紧凑，操作方便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超硬磨粒工具基础研究及应用领域技术，尤其是指一种用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置。
技术介绍
超硬磨粒工具在矿山、天然石材、工程陶瓷和航空航天难加工材料等工程材料的高效加工中发挥着普通磨料工具所无可替代的砥柱作用。多年工程实践表明，牢固地将磨粒固定于胎体合金中是超硬磨粒工具高效率和长寿命的技术核心，而磨粒与胎体合金间能否形成化学结合则是实现磨粒有效固结于胎体合金中的关键。受制于超硬磨粒(如金刚石)的强化学惰性(金刚石很难与其它材料发生化学键合反应)的影响，磨粒很难与胎体合金发生化学结合。因此，如何实现磨粒与胎体合金间发生化学结合是超硬磨粒工具界从业技术人员和科研工作者多年来一直致力于攻关的问题。目前，对于磨粒与胎体合金之间作用机制的研究，大都是通过将两者混合后进行一定时间的加热甚至加压，然后待其冷却后进行两者接触界面的观察。这种方法虽简便，但却忽视了磨粒与胎体合金之间界面作用的动态过程，而这恰恰是分析化学结合形成机制及控制化学结合程度的关键。正是缺乏对动态过程的了解，当前在超硬磨粒工具制造过程中， 很多工艺控制点仍都是依靠经验判别，产品质量很难稳定。因此，充分揭示磨粒与胎体合金之间界面作用的动态机制是当务之急所要解决的重点，但这需要专业性的试验装置作为平台支撑。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置，其能有效解决利用现有设备无法揭示磨粒与胎体合金之间界面作用之动态机制的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案一种用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置，包括有—保护气氛系统，该保护气氛系统包括有密闭腔室，该密闭腔室内设置有送料机构；一监测系统，该监测系统包括有分析仪及与该分析仪连接的传感器，该传感器置于密闭腔室内并位于载物台的周围；一用于承载磨粒的载物台，该载物台设置于密闭腔室内，载物台上设置有预热系统和冷却系统；一用于将块状合金转为熔融态合金的电磁悬浮冶炼系统，该电磁悬浮冶炼系统包括有高频感应发生器和与该高频感应发生器连接的电磁悬浮线圈，该电磁悬浮线圈设置于密闭腔室内并位于载物台的上方；使用时，块状合金由送料机构送至电磁悬浮线圈中，在高频交变电磁场作用下，块状合金悬浮于电磁悬浮线圈中并快速升温进而熔化成熔融态，当高频交变电磁场撤除后高温熔融态合金在重力作用滴落至放置于载物台上的磨粒并在载物台面上铺展冷却，载物台的温度及冷却速率分别通过预热系统和冷却系统进行调节，置于磨粒周围的传感器可以监测到液体合金与磨粒接触过程中相关特征变化情况。作为一种优选方案，所述磨粒为金刚石或立方氮化硼或表面经过处理的金刚石或立方氮化硼。作为一种优选方案，所述密闭腔室内通入不与合金和磨粒发生化学反应的气体。作为一种优选方案，所述气体为氩气或氮气。作为一种优选方案，所述保护气氛系统进一步包括有真空发生器，该真空发生器通过真空阀组管道与密闭腔室连通。作为一种优选方案，所述密闭腔室内部的绝对压强小于10_3Pa。作为一种优选方案，所述密闭腔室由主体、上端盖和下端盖围构形成，该上端盖与主体之间以及下端盖与主体之间均夹设有密封圈。作为一种优选方案，所述载物台位于电磁悬浮线圈的正下方，该载物台为预热温度可调和冷却速率可控一体的载物台。作为一种优选方案，所述预热系统包括有加热控制器以及连接该加热控制器的发热体，该发热体设置于载物台内。作为一种优选方案，所述冷却系统包括有进液管、出液管以及连接进液管和出液管之间的冷却管组，该冷却管组设置于载物台外表面上，且该发热体与冷却管组之间设置有隔热体。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知通过配合利用保护气氛系统、监测系统、载物台、电磁悬浮冶炼系统，使得本专利技术集电磁悬浮冶炼、真空、预热和冷却为一体，结构紧凑，操作方便，电磁悬浮冶炼方法加热效率高又能避免胎体合金受到不必要的污染，集预热温度和冷却速率可调的载物台可创造更多的磨粒与熔融态合金滴落体间界面的接触状态，因此，本装置可用于系统研究磨粒与各类合金在不同的接触状态下的界面作用动态特性及其研究影响。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明附图说明图1是本专利技术之较佳实施例的结构示意图。附图标识说明10、保护气氛系统11、密闭腔室111、主体112、上端盖113、下端盖114、密封圈12、真空发生器13、真空阀组管道14、送料机构20、监测系统21、分析仪22、传感器23、信号导线组30、磨粒40、载物台50、合金60、电磁悬浮冶炼系统61、高频感应发生器62、电磁悬浮线圈63、线圈连接管70、预热系统71、加热控制器72、发热体73、连接导线80、冷却系统81、进液管82、出液管83、冷却管组101、隔热体具体实施例方式请参照图1所示，其显示出了本专利技术之较佳实施例的具体结构，包括有保护气氛系统10、监测系统20、用于承载磨粒30的载物台40以及用于将块状合金50转为熔融态合金的电磁悬浮冶炼系统60。其中，该保护气氛系统10包括有密闭腔室11和真空发生器12，该密闭腔室11由主体111、上端盖112和下端盖113围构形成，该上端盖112与主体111之间以及下端盖113 与主体111之间均夹设有密封圈114，以使得密闭腔室11的内部与外部之间密封隔绝；该真空发生器12通过真空阀组管道13与密闭腔室11的内部连通，通过该真空发生器12可对密闭腔室11的内部进行抽真空，以使得密闭腔室11内部的绝对压强小于10’a ；当然， 亦可不对密闭腔室11进行抽真空，取而代之的是往该密闭腔室11内通入不与合金50和磨粒30发生化学反应的气体，如氩气或氮气等其他气体；以及，该密闭腔室11内设置有送料机构14。该监测系统20包括有分析仪21及与该分析仪21连接的传感器22，该传感器22 通过信号导线组23与该分析仪21连接，该分析仪21位于前述密闭腔室11的外部，该传感器22置于前述密闭腔室11内并位于载物台40的周围，该传感器22用于监测熔融态合金 50与磨粒30接触过程中相关特征的变化情况。该载物台40设置于前述密闭腔室11的内底部，该载物台40为预热温度可调和冷却速率可控一体的载物台，载物台40上设置有预热系统70和冷却系统80 ；该预热系统70 包括有加热控制器71以及连接该加热控制器71的发热体72，该发热体72通过连接导线73 与加热控制器71连接，该加热控制器71设置于前述密闭腔室11的外部，该发热体72设置于载物台40内；该冷却系统80包括有进液管81、出液管82以及连接进液管81和出液管 82之间的冷却管组83，该冷却管组83设置于载物台40外表面上，且该发热体72与冷却管组83之间设置有隔热体101。该电磁悬浮冶炼系统60包括有高频感应发生器61和与该高频感应发生器61连接的电磁悬浮线圈62，该电磁悬浮线圈62通过线圈连接管63与高频感应发生器61连接， 该高频感应发生器61设置于密闭腔室11外部，该电磁悬浮线圈62设置于前述密闭腔室11 内并位于载物台40的正上方。详述本实施例的工作过程如下首先，选用磨粒30和块状合金50，该磨粒30为金刚石本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置，其特征在于包括有一保护气氛系统，该保护气氛系统包括有密闭腔室，该密闭腔室内设置有送料机构；一监测系统，该监测系统包括有分析仪及与该分析仪连接的传感器，该传感器置于密闭腔室内并位于载物台的周围；一用于承载磨粒的载物台，该载物台设置于密闭腔室内，载物台上设置有预热系统和冷却系统；一用于将块状合金转为熔融态合金的电磁悬浮冶炼系统，该电磁悬浮冶炼系统包括有高频感应发生器和与该高频感应发生器连接的电磁悬浮线圈，该电磁悬浮线圈设置于密闭腔室内并位于载物台的上方；使用时，块状合金由送料机构送至电磁悬浮线圈中，在高频交变电磁场作用下，块状合金悬浮于电磁悬浮线圈中并快速升温进而熔化成熔融态，当高频交变电磁场撤除后高温熔融态合金在重力作用滴落至放置于载物台上的磨粒并在载物台面上铺展冷却，载物台的温度及冷却速率分别通过预热系统和冷却系统进行调节，置于磨粒周围的传感器可以监测到液体合金与磨粒接触过程中相关特征变化情况。2.根据权利要求1所述的用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置，其特征在于所述磨粒为金刚石或立方氮化硼或表面经过处理的金刚石或立方氮化硼。3.根据权利要求1所述的用于研究熔融态合金滴落体与磨粒接触界面行为的装置，其特征在于所述密闭腔室内通入不与合金和磨粒发生化学反应的气体。...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐西鹏，黄国钦，邢波，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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