在试样表面预制直线划伤的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在试样表面预制直线划伤的试验装置，其包括：主支撑体；滑动齿条，安装于主支撑体上并可相对主支撑体直线运动，滑动齿条上固定安装有用于夹持不同形状、尺寸试样的台虎钳；显微硬度仪，设有转盘、压头和物镜，位于滑动齿条上方且在高度方向相对于安装于台虎钳上的试样位置可调；以及驱动装置，驱动滑动齿条沿着直线运动。相对于现有技术，本发明专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置操作简单，可用于在板状、棒状和管状各种形状、尺寸的试样表面预制直线划伤，解决了现有技术不能对各种形状、尺寸的试样精准预制宏观尺度直线划痕的难题。划痕的难题。划痕的难题。

【技术实现步骤摘要】
在试样表面预制直线划伤的试验装置


[0001]本专利技术属于划伤
，更具体地说，本专利技术涉及一种在试样表面预制直线划伤的试验装置。

技术介绍

[0002]在核工业、建筑、机械等众多领域，结构件服役性能的好坏是设备能否安全运行的关键。在结构件的使用过程中，划伤会对合金材料或结构件的性能产生重要影响：划伤会造成材料内表面或外表面缺陷，缺陷的出现改变了整个结构件的力学性质和服役寿命。
[0003]为了测试材料在出现表面划伤后的性能，能够有效模拟划伤的实验装置成为迫切的需要。在现有技术中，制造划伤或测试单层或多层膜的力学特性的设备常为微米划痕仪或纳米划痕仪，微米划痕仪或纳米划痕仪的确为测试局部或更微观位置的材料性能提供了很大的帮助。但是，纳米划痕仪或微米划痕仪的操作复杂且价格昂贵，后期维护费用很高。此外，微米划痕仪或纳米划痕仪主要用于在高平行度的块状试样表面制作较为微观的划痕，对于管状和棒状金属或合金试样，因弧度的存在不宜对中，很难成功制备宏观尺度的划痕，满足模拟工程管道表面划伤的需求。
[0004]CN104344979A揭示了一种在管状合金表面制作划痕的装置和方法，此装置和方法能较好地对管状试样进行沿轴线方向的直线划伤。但是，如果要对不同尺寸的试样进行直线划伤则需更换夹具，操作较为繁琐，在对试样制作划痕前需肉眼观察划头与试样表面的相对位置，划痕深度和宽度准确度欠佳。
[0005]为了测试材料表面在出现直线划伤后的性能，能够适应板状、棒状和管状等多种形状、尺寸试样，有效模拟材料表面直线划伤的实验装置成为迫切的需要。有鉴于此，确有必要提供一种操作简单、成本低廉的在试样表面预制直线划伤的试验装置，以在板状、棒状和管状等多种形状、多种尺寸的试样上有效模拟表面直线划伤。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种操作简单、成本低廉的在试样表面预制直线划伤的试验装置，以在板状、棒状和管状等多种形状、多种尺寸的试样上有效模拟表面直线划伤。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种在试样表面预制直线划伤的试验装置，其包括：
[0008]主支撑体；
[0009]滑动齿条，安装于主支撑体上并可相对主支撑体直线运动，滑动齿条上固定安装有用于夹持不同、形状尺寸试样的台虎钳；
[0010]显微硬度仪，设有转盘、压头和物镜，位于滑动齿条上方且在高度方向相对于安装于台虎钳上的试样位置可调；以及
[0011]驱动装置，驱动滑动齿条沿着直线运动。
[0012]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述驱动装置为设有齿轮的步进电机，所述滑动齿条设有平行直齿，步进电机通过齿轮和平行直齿的配合驱动滑动齿条直线运动。
[0013]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述齿轮和步进电机同轴。
[0014]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述步进电机连接有控制器，通过控制脉冲信号频率精确控制步进电机的启停和转速，精确控制试样直线移动的距离和速度。
[0015]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述台虎钳包括固定钳口、与固定钳口相对的活动钳口，活动钳口可相对于固定钳口运动。
[0016]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述台虎钳的活动钳口上设有导螺母和安装于导螺母中的导螺杆，导螺杆的末端设有扭力扳手，通过转动扭力扳手驱动活动钳口朝向固定钳口运动以夹紧试样，或者远离固定钳口运动以释放试样。
[0017]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述主支撑体上设有两个平行棒状支撑架，所述支撑架穿过滑动齿条，滑动齿条可沿着支撑架直线运动。
[0018]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述主支撑体下方设有升降螺杆、升降手轮、十字工作台和操作面板，主支撑体通过紧固螺钉固定在十字工作台上，通过摇动升降手轮，主支撑体连同固定于其上的所有部件都可上下移动。
[0019]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，试样上一条直线划痕制作完成后，对于板状试样，调节十字工作台或者改变板状试样被夹持的方向，在同一板状试样上制作多条相互平行或者垂直的直线划痕；对于棒状和管状试样，转动棒状或者管状试样后再被夹持住，在棒状和管状试样上制作多条沿其轴线方向的平行划痕。
[0020]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所示试样为板状、棒状或管状试样。
[0021]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述压头的尖端形状为圆锥状、三棱锥状或四棱锥状，压头的尖端角度为45
°
、60
°
或120
°
，压头由硬质材料YG8、YG12或YG15制成。
[0022]作为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述显微硬度仪连接计算机，物镜观察到的显微图像传送到计算机，试样上划痕制作完成时转动转盘使物镜置于划痕正上方，通过计算机观察物镜传输的显微图像上的划痕特征是否达到预期要求，通过测量软件测量划痕的宽度，根据压头尖端角度的几何关系计算划痕的深度，利用通过宽度和深度的几何关系计算得来划痕的深度验算与显微硬度仪内的传感器记录的压头压下深度是否一致。
[0023]相对于现有技术，本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置至少具有以下优点：
[0024]1.本专利技术主要包括电子控制的传感器加载显微硬度仪、台虎钳、滑动齿条、步进电机、主支撑体和计算机里的测量软件，结构简单、精度高、成本低、操作方便。工作时，只需根据需要的划痕形貌选好压头种类，设定试样上制作划痕的长度和压头压入试样的深度，装好试样并对中，先启动加载按钮，稍后再启动步进电机，即可在试样上制作出尺寸精准的理
想直线划痕。
[0025]2.本专利技术可以在板状、棒状和管状等多种形状、多种尺寸的试样上制作直线划痕，兼顾不同种类和不同尺寸试样，不必更换夹具。
[0026]3.本专利技术巧妙运用电子控制的传感器加载显微硬度仪：物镜观察显微图像，计算机测量软件精确制作并测量计算划痕的宽度和深度，清晰地观察到划痕形貌，所制划痕尺寸精准。
[0027]4.本专利技术可以在试样上制作出不同特征形貌的划痕，如不同深度、宽度、截面形貌等，制作划痕前只需在转盘上换上所需要的尖端形状的压头。
[0028]5.本专利技术主要用于各种金属或合金试样表面直线形划伤的制备，所制划伤精准程度高。
附图说明
[0029]下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置及其技术效果进行详细说明，其中：
[0030]图1为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置的结构示意图。
[0031]图2为本专利技术在试样表面预制直线划伤的试验装置中滑动齿条的结构示意图。
[0032]图3为本专利技术在试样表面预制直线划伤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，包括：主支撑体；滑动齿条，安装于主支撑体上并可相对主支撑体直线运动，滑动齿条上固定安装有用于夹持不同、形状尺寸试样的台虎钳；显微硬度仪，设有转盘、压头和物镜，位于滑动齿条上方且在高度方向相对于安装于台虎钳上的试样位置可调；以及驱动装置，驱动滑动齿条沿着直线运动。2.根据权利要求1所述的在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，所述驱动装置为设有齿轮的步进电机，所述滑动齿条设有平行直齿，步进电机通过齿轮和平行直齿的配合驱动滑动齿条直线运动。3.根据权利要求2所述的在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，所述齿轮和步进电机同轴。4.根据权利要求2所述的在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，所述步进电机连接有控制器，通过控制脉冲信号频率精确控制步进电机的启停和转速，精确控制试样直线移动的距离和速度。5.根据权利要求1所述的在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，所述台虎钳包括固定钳口、与固定钳口相对的活动钳口，活动钳口可相对于固定钳口运动。6.根据权利要求5所述的在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，所述台虎钳的活动钳口上设有导螺母和安装于导螺母中的导螺杆，导螺杆的末端设有扭力扳手，通过转动扭力扳手驱动活动钳口朝向固定钳口运动以夹紧试样，或者远离固定钳口运动以释放试样。7.根据权利要求1所述的在试样表面预制直线划伤的试验装置，其特征在于，所述主支撑体上设有两个平行棒状支撑架，所述支撑架穿过滑动齿条，滑动齿条可沿着支撑架直线运动。8.根据权利要求1所述的在试样表面预制直线划伤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，刘攀，韩昆，李振华，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司北京科技大学，
类型：发明
国别省市：