[實用新型]一種自動檢測金剛石復合片抗沖擊韌性的裝置

有效

• 申請號: 201220648078.0
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN202947937U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 汪冰峰;劉昭林;石青臣;李思祺
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本實用新型公開一種自動檢測金剛石復合片抗沖擊韌性的裝置，屬于材料物理性能檢測技術領域。

背景技術

金剛石復合片（Polycrystalline?Diamond?Compact，以下簡稱為PDC）是由硬質合金和人造聚晶金剛石經過高溫高壓合成的，既具有硬質合金的韌性和可焊性，又具有金剛石的高耐磨性，作為高效切削刀具廣泛地應用于石油鉆探、機械加工等領域。由于復合片自身結構的特點，以及在實際使用過程中的受破壞方式，使得復合片一般都是受沖擊破壞而失效，因此抗沖擊性能是衡量復合片質量優劣的一項重要指標。然而，由于聚晶金剛石具有極高的硬度和化學惰性，如何高效的檢測PDC材料的抗沖擊韌性已成為迫切需要解決的難題之一。

目前，對于如何檢測PDC材料抗沖擊韌性，國內外的著名公司和研究機構都依據實用對象，設計了各自獨特的測試方法，測試結果并不能夠相互比較，因而，沒有形成統一的標準，其主要的測試方法（原理）有：美國GE公司所采用的高速運動顆粒沖蝕法；英國De?Beers公司所采用的PDC車削帶槽花崗巖棒轉撞擊法；美國Sandia國家實驗室采用的大功率落塊沖擊法；我國和美國合成公司所采用的DFZY?型PDC抗動載性能測試、JZ型落錘式沖擊功測定儀測試和可變換沖擊功落球式沖擊法。以沖擊功作為抗沖擊性能的定量指標，得到了較為廣泛的認同。即測試時，使沖頭逐次沖砸PDC試件的邊緣部分,直至試樣表面出現可見裂紋或產生破碎時，所得到的沖擊功（沖擊次數與單次沖擊能量之積）。

該種測試過程還存在以下技術難點：1）加載功如何能夠盡可能地作用到復合片上。顯示測試中，復合片被直接放置于底座上，導致大部分的沖擊能量損失。2）如何實現沖頭與復合片的點對點的沖擊。金剛石復合片的硬度很大，如果沖擊次數過多，會導致沖頭與復合片形成面對面的接觸，甚至沖頭破壞。3）復合片表面裂紋出現的判斷和沖擊次數的計數困難。4）如何實現測試過程的自動化，以提高測試效率。因為一般的測試方法測試次數很多，采用人工記錄沖擊次數，重復性的工作量太大，繁瑣易產生誤差，且難于第一時間觀察到裂紋出現。隨著PDC制造技術的不斷進步，PDC的質量得到了大幅度的提高，如果測試一個試樣甚至經過數千次仍然不能破壞樣品，將導致無法給出沖擊功的具體數。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有測試過程存在的技術難點，而提供一種自動檢測金剛石復合片抗沖擊韌性的裝置，結構簡單、使用方便、可操作性強，能準確地檢測出金剛石復合片的抗沖擊韌性。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種自動檢測金剛石復合片抗沖擊韌性的裝置，包括支架1、抗沖擊底座12、扇葉輪6和傳動系統。所述的扇葉輪6通過軸承設置于支架1上，在支架1上設有電機2連接傳動系統驅動所述扇葉輪6；在抗沖擊底座12上設有試件凹槽13，金剛石復合片試件設置于試件凹槽13中，在試件凹槽13一側設有下端導滑槽9連接到扇葉輪6的底部，在扇葉輪6內扇葉的交集處引出上端導滑槽8，上端導滑槽8的另一端連接到豎直設置的沖擊滑槽10的上端口，沖擊滑槽10的下端口位于試件凹槽13的上方，沖頭從沖擊滑槽10落下沖砸金剛石復合片試件。

作為本實用新型的優選方案，所述扇葉輪6為圓桶形，其封閉的一端通過傳動系統與電機連接，開口的一端通過上端導滑槽8和下端導滑槽9連接到抗沖擊底座12，在扇葉輪6內部的扇葉在扇葉輪的中心軸線交集并留有一個供上端導滑槽8放置的缺口。

所述扇葉輪6的中心軸線水平設置，所述上端導滑槽8朝沖擊滑槽10向下傾斜設置，下端導滑槽9朝扇葉輪6向下傾斜設置。

作為本實用新型的優選方案，所述金剛石復合片試件與墊片15重疊放置于試件凹槽13中，并通過夾緊片14固定壓置在試件凹槽13中，金剛石復合片試件朝上。

所述墊片15采用硬質合金、金剛石復合片或聚晶立方氮化硼墊片。

所述墊片15的厚度為1mm-20mm。

所述墊片15表面粗糙度為Ra0.02-1.25μm。

作為本實用新型的優選方案，在所述抗沖擊底座12上設有記錄沖擊滑槽10中沖頭沖砸金剛石復合片試件次數的激光感應計數器11。

作為本實用新型的優選方案，所述傳動系統采用鏈傳動，電機2的輸出端設置有一小鏈輪3，小鏈輪3通過鏈條4與扇葉輪6端部的大鏈輪5相連。?

所述電機2為可調速電機。