[实用新型]一种在管状合金表面制作划痕的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及在管状合金表面制作划伤技术领域，具体涉及一种在管状合金表面制作划痕的装置。

背景技术

建筑、机械、核工业等众多领域都会涉及到划伤对金属或合金结材料或结构件性能的影响，结构材料服役性能的好坏是设备能否安全运行的关键方面。划伤可以造成材料内表面或外表面缺陷，而缺陷的出现严重改变了整个结构件的力学性质和服役寿命。

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。这些设备的出现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，纳米或微米划痕仪操作复杂且价格昂贵，后期的维护费用很高，同时这些设备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，对于管状合金（包括纯金属和合金）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。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可在管材表面制作划痕的低成本，操作简单易行，高准度的实验装置，以解决现有技术中存在的操作复杂且价格昂贵，不能在管状样品表面做出宏观尺度的划痕，很难满足模拟工程的要求等问题。它可以用于设备或材料在不同划伤条件下的力学性能测试和研究，以及用于不同材料在划伤条件下的腐蚀性能的测试和研究。

本实用新型的技术方案是：

一种在管状合金表面制作划痕的装置，包括变频器、直线式齿轮减速机、螺旋测微器、锥形头、燕尾槽、载物台、主支撑体和试样台；其中：所述主支撑体的上部设有燕尾槽，在燕尾槽内设有能够与之滑动配合的载物台；所述直线式齿轮减速机和螺旋测微器均固定在主支撑体上，在螺旋测微器的可动小砧上可拆卸连接制造划痕所需的锥形头；所述直线式齿轮减速机上的齿条与载物台固定连接，直线式齿轮减速机的输入端直接与变频器的输出端相连；所述试样台置于载物台上并与载物台可拆卸连接，试样台上设有凹槽，凹槽的底部为弧形凸起，弧形凸起状的底部上能够放置和固定预制尺寸的管状试样。

所述试样台其凹槽底部的两侧边高度相等（此种试样台用于在管状试样中间位置制作划痕）；或者，所述试样台其凹槽底部的两侧边高度不相等（此种试样台用于在管状样品中间位置的两侧制作划痕）。在管状试样表面预制的划痕位置因试样台的不同而不同。通过两种试样台的更换，可以在同一管状试样表面每间隔一定角度均匀制作等距的3条相同特征（深度、宽度）的划痕。

所述载物台为燕尾状滑块，载物台在燕尾槽中的运行方向和运行速度与齿条同步；所述螺旋测微器采用数显螺旋测微器。

所述载物台与齿条通过连接件连接，连接件的纵截面为直角形，连接件的一端通过螺栓Ⅰ与齿条连接，连接件的另一端通过螺栓Ⅱ与载物台连接。

所述螺旋测微器的可动小砧与锥形头通过锁紧装置可拆卸连接；所述锁紧装置包括卡箍、螺栓Ⅲ和螺栓Ⅳ，所述卡箍为筒形结构，在卡箍侧面安装可伸至卡箍内的螺栓Ⅲ和螺栓Ⅳ，螺栓Ⅲ和螺栓Ⅳ分别与卡箍通过螺纹连接；螺旋测微器可动小砧与锥形头相对设置，卡箍套装在锥形头与可动小砧上，螺栓Ⅲ对应于可动小砧的侧面，螺栓Ⅳ对应于锥形头的侧面，通过螺栓Ⅲ锁紧可动小砧，通过螺栓Ⅳ锁紧锥形头。

按实际需求选择尖端尺寸不同的锥形头（尖端尺寸用于调整划痕的宽度），

所述锥形头由特殊的硬质材料制成，硬质材料为YG8、YG12或YG15。

所述试样台通过螺栓可拆卸连接于载物台上；所述试样台靠近齿条的一端设有阻挡金属片，所述阻挡金属片通过螺栓固定于试样台上，阻挡金属片用于阻挡管状试样在试样台的凹槽内的移动。

利用上述装置在管状合金表面制作划痕的方法，该方法包括如下步骤：

（1）按实际需求选择合适形状的锥形头（设置划痕宽度），通过锁紧装置将锥形头与螺旋测微器的可动小砧连接并固定在一起；

（2）根据需要选择试样台并将其固定于载物台上，并调整对中；

（3）将变频器的电源插头连接于供电电源，调节变频器的调频旋钮，将输出频率控制在0.01-50Hz；

（4）设置锥形头位置零点；

（5）设定划痕深度；

（6）制造划痕：按下变频器的“正向”按钮，直线式齿轮减速机带动载物台和试样台同步前进；当试样经过锥形头后，试样表面留下预设特征（深度、宽度等）的划痕。