阅读说明：本技术 一种金属材料应力消除方法、装置和系统 (A kind of metal material process of eliminating stress, device and system ) 是由 王祥 卢德文 唐国翼 梁睿卿 文莲 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种金属材料应力消除方法、装置和系统,方法包括：将待加工金属材料固定在绝缘支架上；将电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料的待消除应力部分近端连接,电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的待消除应力部分远端连接；控制电磁脉冲设备通电,向待消除应力部分输出高频电流,高频电流的输出时间与待消除应力部分的体积成正比。解决了传统的金属加工技术只能整个零件进行加工,不能在局部或选择的部位进行加工,导致加工时间长的技术问题。(This application discloses a kind of metal material process of eliminating stress, device and system, method includes: that metal material to be processed is fixed on insulating support；The anode of electromagnetic pulse equipment is connect with the stress segment proximal to be canceled of metal material to be processed, the cathode of electromagnetic pulse equipment is connect with the stress segment distal to be canceled of metal material to be processed；It controls electromagnetic pulse equipment to be powered, exports high-frequency current to stress part to be canceled, the output time of high-frequency current is directly proportional to the volume of stress part to be canceled.Solving traditional metalworking technology can only entirely be processed part, cannot be the technical issues of the position of part or selection is processed, leads to long processing time.)

一种金属材料应力消除方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种金属材料应力消除方法、装置和系统

背景技术

随着经济的高速发展，航空航天、工程机械、海洋工程、船舶制造领域取得了巨大成就，但同时，这些行业对机械零件提出了可靠性更高要求，不仅要求零件整体性能，还要求零件局部性能。

金属材料的应力大小直接会影响零件的品质及寿命，原材料的应力的消除需要有专业的真空炉设备及恰当的工艺，经过一定的时间处理才能达到消除应力的目的，处理结果的好坏取决于设备、工艺及时间的长短。传统技术只能整个零件进行加工，不能在局部或选择的部位进行加工，导致加工时间长。

发明内容

本申请提供了一种金属材料应力消除方法、装置和系统，用于解决传统的金属加工技术只能整个零件进行加工，不能在局部或选择的部位进行加工，导致加工时间长的技术问题。

本申请第一方面提供了一种金属材料应力消除方法，包括：

将待加工金属材料固定在绝缘支架上；

将电磁脉冲设备的正极与所述待加工金属材料的待消除应力部分近端连接，所述电磁脉冲设备的负极与所述待加工金属材料的待消除应力部分远端连接；

控制所述电磁脉冲设备通电，向所述待消除应力部分输出高频电流，所述高频电流的输出时间与所述待消除应力部分的体积成正比。

可选的，还包括：

对所述待加工金属材料进行应力检测，确定所述待加工金属材料的待消除应力部分。

可选的，所述对所述待加工金属材料进行应力检测，确定所述待加工金属材料的待消除应力部分，包括：

基于无损检测方法对所述待加工金属材料进行应力检测，确定所述待加工金属材料的待消除应力部分。

可选的，所述无损检测方法包括：X射线衍射法、磁测法、同步辐射和/或中子衍射法。

可选的，所述控制所述电磁脉冲设备通电，向所述待消除应力部分输出高频电流，之后还包括：

对所述待消除应力部分进行应力检测，若所述待消除应力部分的应力检测结果合格，则停止对所述待加工金属材料的应力消除，若所述待消除应力部分的应力检测结果不合格，则继续在预置时间内向所述待消除应力部分输出高频电流。

本申请第二方面提供了一种金属材料应力消除装置，包括：电磁脉冲设备、正极导电装置、负极导电装置和固定待加工金属材料的固定支架；

所述固定支架为绝缘支架；

所述正极导电装置的输入端与所述电磁脉冲设备的正极连接；

所述负极导电装置输出端与所述电磁买中设备的负极连接；

所述正极导电装置的输出端连接所述待加工金属材料的待消除应力部分的近端；

所述负极导电装置的输入端连接所述待加工金属材料的待消除应力部分的远端。

可选的，所述正极导电装置包括第一导电线和第一导电板；

所述第一导电线和所述第一导电板连接；

所述第一导电线为所述正极导电装置的输入端；

所述第一导电板为所述正极导电装置的输出端。

可选的，所述负极导电装置包括第二导电线和第二导电板；

所述第二导电线和所述第二导电板连接；

所述第二导电线为所述负极导电装置的输出端；

所述第二导电板为所述负极导电装置的输入端。

本申请第三方面提供了一种金属材料应力消除系统，所述金属材料应力消除系统包括第一方面所述的任一种金属材料应力消除装置。

可选的，还包括：应力检测装置；

所述应力检测装置用于对待加工金属材料的待消除应力部分进行应力检测，若所述待消除应力部分的应力检测结果合格，则停止对所述待加工金属材料的应力消除，若所述待消除应力部分的应力检测结果不合格，则向所述金属材料应力消除装置发送控制指令，使得所述金属材料应力消除装置继续在预置时间内向所述待消除应力部分输出高频电流。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中提供的一种金属材料应力消除方法，包括：将待加工金属材料固定在绝缘支架上；将电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料的待消除应力部分近端连接，电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的待消除应力部分远端连接；控制电磁脉冲设备通电，向待消除应力部分输出高频电流，高频电流的输出时间与待消除应力部分的体积成正比。本申请提供的金属材料应力消除方法，利用电磁消除技术，通过电磁脉冲设备的正负极连接在需要消除残余应力的待加工金属材料上，待加工金属材料放在绝缘支架上，如果是整个待加工金属材料需要消除残余应力，就电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料近端连接，将电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的远端连接，如果是局部进行消除残余应力，将电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料的待消除应力部分近端连接，电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的待消除应力部分远端连接，连接好后对电磁脉冲设备进行通电，向待加工金属材料的消除应力部分输出高频电流，通电时间和待加工金属材料的待消除应力部分的体积成正比，因此应力加工时间短，不会造成产品应力释放变形，且零污染，解决了传统的金属加工技术只能整个零件进行加工，不能在局部或选择的部位进行加工，导致加工时间长的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例中提供的一种金属材料应力消除方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种金属材料应力消除方法的另一个流程示意图；

图3为本申请实施例中提供的一种金属材料应力消除装置在对待加工金属材料进行局部应力消除时的连接结构示意图；

图4为本申请实施例中提供的一种金属材料应力消除装置在对待加工金属材料进行整体应力消除时的连接结构示意图；

图5为现有的D2钢回火时间及回火温度关系示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请中提供了一种金属材料应力消除方法的实施例，包括：

步骤101、将待加工金属材料固定在绝缘支架上。

步骤102、将电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料的待消除应力部分近端连接，电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的待消除应力部分远端连接。

步骤103、控制电磁脉冲设备通电，向待消除应力部分输出高频电流，高频电流的输出时间与待消除应力部分的体积成正比。

需要说明的是，本申请实施例中，首先将加工工件，即待加工金属材料固定在绝缘支架上，如果是整个待加工金属材料需要消除残余应力，就电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料近端连接，将电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的远端连接，如果是局部进行消除残余应力，将电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料的待消除应力部分近端连接，电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的待消除应力部分远端连接，连接好后对电磁脉冲设备进行通电，向待加工金属材料的消除应力部分输出高频电流，通电时间和待加工金属材料的待消除应力部分的体积成正比，因此应力加工时间短，不会造成产品应力释放变形，且零污染，解决了传统的金属加工技术只能整个零件进行加工，不能在局部或选择的部位进行加工，导致加工时间长的技术问题。

为了便于理解，请参阅图2，本申请提供了一种金属材料应力消除方法的另一个实施例，包括：

步骤201、对待加工金属材料进行应力检测，确定待加工金属材料的待消除应力部分。

需要说明的是，本申请实施例中，可能需要对待加工金属材料进行整体应力消除，也可能只需要对待加工金属材料的部分位置进行应力消除，因此，首先需要确定待加工金属材料的待消除应力部分，确定待加工金属材料的待消除应力部分，对待加工金属材料的待消除应力部分确定方法可以采用X射线衍射法应力检测、磁测法应力检测、同步辐射应力检测和/或中子衍射法应力检测来确定。

步骤202、将待加工金属材料固定在绝缘支架上。

步骤203、将电磁脉冲设备的正极与待加工金属材料的待消除应力部分近端连接，电磁脉冲设备的负极与待加工金属材料的待消除应力部分远端连接。

步骤204、控制电磁脉冲设备通电，向待消除应力部分输出高频电流，高频电流的输出时间与待消除应力部分的体积成正比。

需要说明的是，参阅图3和图4，本申请实施例通过电磁(电感)消除技术，通过两根导电线，一根正极、一根负极，两根导电线一端接在电磁脉冲设备上，一端连接导电板，通过导电板连接在需要消除残余应力的待加工金属材料上，待加工金属材料要放在专用绝缘支架上，如果是整根需要消除残余应力，就将导电板接到待加工金属材料的最远端，如图4所示，如果是局部进行消除残余应力，就将导电板安装在需要消除应力的就近部位，如图3所示，安装好后进行高频电流的通电，通电时间和待加工金属材料的待消除应力部分的体积成正比，应力消除加工时间短，不会造成待加工金属材料应力释放变形，加工质量与现有的加工工艺相同，且零污染。

步骤205、对待消除应力部分进行应力检测，若待消除应力部分的应力检测结果合格，则停止对待加工金属材料的应力消除，若待消除应力部分的应力检测结果不合格，则继续在预置时间内向待消除应力部分输出高频电流。

需要说明的是，在对待加工金属材料进行待消除应力部分应力消除时，在高频电流输出时间结束后，可以对待加工金属材料进行断电，将待加工金属材料从绝缘支架上取下进行待消除应力部分应力检测，若在高频电流的输出时间内消除的应力没有达到应力消除合格标准，则需要继续在预置时间内向待消除应力部分输出高频电流，若在高频电流的输出时间内消除的应力达到了应力消除合格标准，则停止对待加工金属材料的应力消除，可以对待加工金属材料进行断电，将待加工金属材料从绝缘支架上取下。

请参阅图5，现技术需要有专业的加工设备，标准的加工工艺及加工时间，才能加工出良好的工件，但是现有的工艺加工成本高，加工时间长，如图5的D2钢回火时间及回火温度关系示意图所示。商业运行时需要约24小时的作业时间，实际在炉内时间约为15.8小时。

本申请实施例提供的方法，使用一台专用电磁脉冲设备，不需要复杂的工艺，当加工体积在1256637.06立方毫米时，密度在7200～9000kg/m^3时加工时间在20分钟左右，不同尺寸及不同材质的加工时间不同，最终消除应力的效果优于或等于传统热处理回火工艺的加工效果，降低加工时间和加工成本。

为了便于理解，请参阅图4和图5，本申请还提供了一种金属材料应力消除装置的实施例，包括：电磁脉冲设备、正极导电装置、负极导电装置和固定待加工金属材料的固定支架；

固定支架为绝缘支架；

正极导电装置的输入端与电磁脉冲设备的正极连接；

负极导电装置输出端与电磁买中设备的负极连接；

正极导电装置的输出端连接待加工金属材料的待消除应力部分的近端；

负极导电装置的输入端连接待加工金属材料的待消除应力部分的远端。

作为对金属材料应力消除装置的改进，本申请实施例中的正极导电装置包括第一导电线和第一导电板；

第一导电线和第一导电板连接；

第一导电线为正极导电装置的输入端；

第一导电板为正极导电装置的输出端。

作为对金属材料应力消除装置的改进，本申请实施例中的负极导电装置包括第二导电线和第二导电板；

第二导电线和第二导电板连接；

第二导电线为负极导电装置的输出端；

第二导电板为负极导电装置的输入端。

参阅图3和图4，本申请实施例通过电磁(电感)消除技术，通过第一导电线和第二导电线两根导电线，第一导电线一端接在电磁脉冲设备正极上，第二导电线一端接在电磁脉冲设备负极上，第一导电线另一端连接第一导电板，第二导电线另一端连接第二导电板，通过第一导电板和第二导电板连接在需要消除残余应力的待加工金属材料上，待加工金属材料要放在专用绝缘支架上，如果是整个待加工金属材料需要消除残余应力，就将第一导电板和第二导电板按图4接到待加工金属材料上，如果是局部进行消除残余应力，将第一导电板和第二导电板按图3接到待加工金属材料上，安装好后进行高频电流的通电，通电时间和待加工金属材料的待消除应力部分的体积成正比，应力消除加工时间短，不会造成待加工金属材料应力释放变形，加工质量与现有的加工工艺相同，且零污染。

本申请中还提供了一种金属材料应力消除系统的实施例，金属材料应力消除系统包括前述的金属材料应力消除装置实施例中的任一种金属材料应力消除装置。

作为对金属材料应力消除系统的改进，还包括：应力检测装置；应力检测装置用于对待加工金属材料的待消除应力部分进行应力检测，若待消除应力部分的应力检测结果合格，则停止对待加工金属材料的应力消除，若待消除应力部分的应力检测结果不合格，则向金属材料应力消除装置发送控制指令，使得金属材料应力消除装置继续在预置时间内向待消除应力部分输出高频电流。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。