[發明專利]一種獲取圓柱狀試塊的磨削打孔取樣刀具及其使用方法

在審

• 申請號: 202010625657.2
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111805392A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 王瓊琦;潘康穎;張顯程;董士紀;涂善東;王妍;孟令磊
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B24B27/06
• 分類號: B24B27/06;B24B41/04;B24B47/12;G01N1/04
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于檢測取樣設備技術領域，公開了一種獲取圓柱狀試塊的磨削打孔取樣刀具及其使用方法，筒狀刀具的底端與刀柄通過刀體固定連接；筒狀刀具內壁開設有螺旋形刻槽，所述筒狀刀具頂端的刀具刃部作硬化處理并在刀具內外表面制備耐磨涂層，刀柄中心設置有冷卻液通道，筒狀刀具內部在冷卻液通道外側通過螺釘固定有遮擋板。本發明具有獨特的筒狀結構并且刃口頂部和內外表面覆蓋耐磨涂層，該種結構是首次應用在打孔取樣采用磨削機制，具有首創性；切削刀具具有體積小，易于攜帶、安裝等優點，能夠切除一塊完整不受熱/機械影響的圓柱形試樣，試樣直徑在10～100mm，高度在10～80mm。

技術領域

本發明屬于檢測取樣設備技術領域，尤其涉及一種獲取圓柱狀試塊的磨削打孔取樣刀具及其使用方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：目前我國諸多行業在力學性能檢測、組織分析、缺陷定性等方面，特別是鋼板、特種設備、壓力管道方面。為保證產品質量、服役安全、缺陷性質確認，以往全部采用大規模破壞性取樣進行常規性能分析。破壞性取樣和常規性能檢測不僅耗時費力，而且成本非常高，極大地浪費資源。如何快速，取出一小塊試樣進行各種性能檢測，分析，是當前諸多行業的急迫需求。

一些科學家于20世紀80年代初提出的小沖桿試驗(Small Punch Tests,SPT)等一系列小試樣測試技術，具有廣闊的應用前景。小試樣測試技術在拉伸、疲勞、斷裂、蠕變等方面已經標準化，只要取樣質量得到的保證，小試樣技術可解決當前傳統方法的一切問題。小沖桿測試技術結合了傳統取樣檢測和無損檢測的優勢，同時克服了二者的劣勢，最重要的僅需要在本體上取下一小塊材料即可。

過去提出的微損取樣設備主要針對設備性能劣化情況，只適用于核電。石油化工等極少數壁厚很厚的設備，而且要求取樣厚度很小。無法滿足取樣厚度較厚，不同位置，裂紋性質等檢測。工業常用的取芯鉆一是取樣尺寸過大，另外發熱嚴重，破壞待檢材料的性能，不能適用于在鋼鐵、造船、冶金，以及核電和石油化工的薄壁或者出現裂紋設備的取樣性能檢測。打孔磨削型取樣機的筒狀刀具對材料和加工制造工藝提出了極高的要求，現有的材料和加工工藝難以加工出符合要求的刀具。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)傳統的微損取樣設備無法滿足取樣厚度較厚，不同位置，裂紋性質等檢測。

(2)工業常用的取芯鉆取樣尺寸過大，另外發熱嚴重，破壞待檢材料的性能，不能適用于在鋼鐵、造船、冶金，以及核電和石油化工的薄壁或者出現裂紋設備的取樣性能檢測。

(3)打孔磨削型取樣機的筒狀刀具對材料和加工制造工藝提出了極高的要求，現有的材料和加工工藝難以加工出符合要求的刀具。

解決上述技術問題的難度：傳統的微損取樣設備因運動機構的限制只能取特定位置的厚度(2-5mm)和直徑最大為50mm的球冠，無法完整的取下整個裂紋或者整體厚度的試樣；工業上的取芯鉆的主要目的是挖空，而不是取樣，由于切割原理和冷卻方式問題，無法解決；筒狀刀具的材料要求硬度高，先加工后熱處理，且要求高的動平衡，加工過程中任意一個環節出現問題都會導致刀具的報廢，選擇刀具材料是一個難題。

解決上述技術問題的意義：通過本發明的設計開發，制造出質量可靠，具有高的動平衡的刀具，通過特有設計，解決取樣過程中冷卻問題，可獲取高質量的圓柱狀試樣，滿足石油化工、核電等行業中不同取樣需求，用于材質劣化分析、缺陷性質確定等，對核電、石油化工等行業大型重型設備的可靠性評價提供基本技術支持，并推廣小試樣測試技術。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種獲取圓柱狀試塊的磨削打孔取樣刀具及其使用方法。

本發明是這樣實現的，一種獲取圓柱狀試塊的磨削打孔取樣刀具包括筒狀刀具以及一體化設置在刀具底端的刀柄，所述筒狀刀具的底端與刀柄通過刀體固定連接；