[實用新型]一種在管狀合金表面制作劃痕的裝置

有效

• 申請號: 201320452673.1
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN203479583U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 孟凡江;張志明;王儉秋;韓恩厚;徐雪蓮;石珅;劉曉強
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;上海核工程研究設計院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本實用新型涉及在管狀合金表面制作劃傷技術領域，具體涉及一種在管狀合金表面制作劃痕的裝置。

背景技術

建筑、機械、核工業等眾多領域都會涉及到劃傷對金屬或合金結材料或結構件性能的影響，結構材料服役性能的好壞是設備能否安全運行的關鍵方面。劃傷可以造成材料內表面或外表面缺陷，而缺陷的出現嚴重改變了整個結構件的力學性質和服役壽命。

為了測試材料在出現表面劃傷后的性能，能夠有效模擬劃傷的實驗裝置成為迫切的需要。在現有技術中，制造劃傷或測試單層或多層膜的力學特性的設備常為微米劃痕儀或納米劃痕儀。這些設備的出現的確為測試局部或更微觀位置的材料性能提供了很大的幫助。但是，納米或微米劃痕儀操作復雜且價格昂貴，后期的維護費用很高，同時這些設備主要用于在高平行度的塊狀試樣表面制作較為微觀的劃痕，對于管狀合金（包括純金屬和合金）試樣，因弧度的存在不宜對中，很難成功制備宏觀尺度的劃痕，滿足模擬工程管道表面劃傷的需求。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種可在管材表面制作劃痕的低成本，操作簡單易行，高準度的實驗裝置，以解決現有技術中存在的操作復雜且價格昂貴，不能在管狀樣品表面做出宏觀尺度的劃痕，很難滿足模擬工程的要求等問題。它可以用于設備或材料在不同劃傷條件下的力學性能測試和研究，以及用于不同材料在劃傷條件下的腐蝕性能的測試和研究。

本實用新型的技術方案是：

一種在管狀合金表面制作劃痕的裝置，包括變頻器、直線式齒輪減速機、螺旋測微器、錐形頭、燕尾槽、載物臺、主支撐體和試樣臺；其中：所述主支撐體的上部設有燕尾槽，在燕尾槽內設有能夠與之滑動配合的載物臺；所述直線式齒輪減速機和螺旋測微器均固定在主支撐體上，在螺旋測微器的可動小砧上可拆卸連接制造劃痕所需的錐形頭；所述直線式齒輪減速機上的齒條與載物臺固定連接，直線式齒輪減速機的輸入端直接與變頻器的輸出端相連；所述試樣臺置于載物臺上并與載物臺可拆卸連接，試樣臺上設有凹槽，凹槽的底部為弧形凸起，弧形凸起狀的底部上能夠放置和固定預制尺寸的管狀試樣。

所述試樣臺其凹槽底部的兩側邊高度相等（此種試樣臺用于在管狀試樣中間位置制作劃痕）；或者，所述試樣臺其凹槽底部的兩側邊高度不相等（此種試樣臺用于在管狀樣品中間位置的兩側制作劃痕）。在管狀試樣表面預制的劃痕位置因試樣臺的不同而不同。通過兩種試樣臺的更換，可以在同一管狀試樣表面每間隔一定角度均勻制作等距的3條相同特征（深度、寬度）的劃痕。

所述載物臺為燕尾狀滑塊，載物臺在燕尾槽中的運行方向和運行速度與齒條同步；所述螺旋測微器采用數顯螺旋測微器。

所述載物臺與齒條通過連接件連接，連接件的縱截面為直角形，連接件的一端通過螺栓Ⅰ與齒條連接，連接件的另一端通過螺栓Ⅱ與載物臺連接。

所述螺旋測微器的可動小砧與錐形頭通過鎖緊裝置可拆卸連接；所述鎖緊裝置包括卡箍、螺栓Ⅲ和螺栓Ⅳ，所述卡箍為筒形結構，在卡箍側面安裝可伸至卡箍內的螺栓Ⅲ和螺栓Ⅳ，螺栓Ⅲ和螺栓Ⅳ分別與卡箍通過螺紋連接；螺旋測微器可動小砧與錐形頭相對設置，卡箍套裝在錐形頭與可動小砧上，螺栓Ⅲ對應于可動小砧的側面，螺栓Ⅳ對應于錐形頭的側面，通過螺栓Ⅲ鎖緊可動小砧，通過螺栓Ⅳ鎖緊錐形頭。

按實際需求選擇尖端尺寸不同的錐形頭（尖端尺寸用于調整劃痕的寬度），

所述錐形頭由特殊的硬質材料制成，硬質材料為YG8、YG12或YG15。

所述試樣臺通過螺栓可拆卸連接于載物臺上；所述試樣臺靠近齒條的一端設有阻擋金屬片，所述阻擋金屬片通過螺栓固定于試樣臺上，阻擋金屬片用于阻擋管狀試樣在試樣臺的凹槽內的移動。

利用上述裝置在管狀合金表面制作劃痕的方法，該方法包括如下步驟：

（1）按實際需求選擇合適形狀的錐形頭（設置劃痕寬度），通過鎖緊裝置將錐形頭與螺旋測微器的可動小砧連接并固定在一起；

（2）根據需要選擇試樣臺并將其固定于載物臺上，并調整對中；

（3）將變頻器的電源插頭連接于供電電源，調節變頻器的調頻旋鈕，將輸出頻率控制在0.01-50Hz；

（4）設置錐形頭位置零點；

（5）設定劃痕深度；

（6）制造劃痕：按下變頻器的“正向”按鈕，直線式齒輪減速機帶動載物臺和試樣臺同步前進；當試樣經過錐形頭后，試樣表面留下預設特征（深度、寬度等）的劃痕。