[发明专利]一种固结磨粒工具的磨粒结合强度的测量设备及方法

说明书

本发明提供了一种固结磨粒工具的磨粒结合强度的测量设备及方法，包括：数据采集系统(1)、电脑主机及显示器(2)、显微镜(3)、显微镜固定架(4)、支撑架(5)、双轴微动平台(6)、磨粒试样块(8)、平口钳(9)、三向测力仪(10)、滑台(11)、光学平板(12)；显微镜(3)与所述显微镜固定架(4)滑动连接，实现所述显微镜(3)在所述显微镜固定架(4)上前后移动；所述显微镜固定架(4)与所述支撑架(5)在竖直方向上滑动连接，使所述显微镜固定架(4)在所述支撑架(5)上上下移动；应用本技术方案可获得固结磨粒结合强度，实现观察并记录磨粒在剪切当中的失效过程及失效形式，测量范围广泛，可操作性强。

技术领域

本发明涉及工具制造的领域，具体是指一种固结磨粒工具的磨粒结合强度的测量设备及方法。

背景技术

对于有一定出露的磨粒工具如钎焊金刚石工具，在制备工具的过程中，磨粒结合强度的评价一直以来是一个难题。现有的评方法主要有三种，弯曲试验、拉伸试验和剪切试验。就物理意义而言，拉伸强度更能直接反映材料界面上结合键的强弱，即反映结合力的大小，可获得准确的界面结合强度值。但是此种方法只能对标准试样进行实验，对于金刚石工具而言，需要用大单晶才能完成拉伸试验，这导致成本昂贵，难以推广。弯曲试验对烧结金刚石工具评价较多，但弯曲强度很难对基体与磨粒颗粒界面的真实结合强度进行表征。磨粒在磨削过程中的破坏形式主要以剪切破坏为主，而导致磨粒破坏甚至脱落的剪切力正是其主要原因，用剪切力的大小来表征磨粒结合强度例如金刚石工具的钎焊强度，更符合磨粒的实际切削状态。但对磨粒进行剪切试验目前尚未提出系统的操作方法以及没有专门测量设备。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种固结磨粒工具的磨粒结合强度的测量设备及方法；能够获得固结磨粒结合强度的同时实现观察并记录磨粒试样块在剪切当中的失效过程及失效形式，测量范围广泛，可操作性强。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种固结磨粒工具的磨粒结合强度的测量设备，包括：

数据采集系统(1)、电脑主机及显示器(2)、显微镜(3)、显微镜固定架(4)、支撑架(5)、双轴微动平台(6)、磨粒试样块(8)、平口钳(9)、三向测力仪(10)、滑台(11)、光学平板(12)、磨粒(13)；

所述数据采集系统(1)与所述电脑主机及显示器(2)、三向测力仪(10)连接；显微镜(3)与电脑主机及显示器(2)连接；显微镜(3)与所述显微镜固定架(4)滑动连接，实现所述显微镜(3)在所述显微镜固定架(4)上前后移动；所述显微镜固定架(4)与所述支撑架(5)在竖直方向上滑动连接，使所述显微镜固定架(4)在所述支撑架(5)上上下移动；双轴微动平台(6)安装在所述支撑架(5)上；所述双轴微动平台(6)上沿竖直方向安装有刀片(7)；支撑架(5)和滑台(11)安装在所述光学平板(12)上；三向测力仪(10)安装在所述滑台(11)上；平口钳(9)安装在所述三向测力仪(10)上；磨粒试样块(8)安装在平口钳(9)上，所述磨粒试样块(8)的上表面位于在竖直方向上高于平口钳(9)的上表面的位置。

在一较佳的实施例中，所述滑台(11)能够提供的最大推力大于500N，加载速度范围为0.001至1000mm/min。

在一较佳的实施例中，所述双轴微动平台(6)驱动所述刀片(7)的上下和左右移动，移动行程为±6.5mm,移动精度为10μm,能承受最大的负载大于500N。

在一较佳的实施例中，所述显微镜(3)直径小于7mm,实现放大倍数范围为1～500倍的；所述电脑主机及显示器(2)用于显微对刀并记录磨粒试样块(8)上的磨粒(13)推剪的整个过程。

在一较佳的实施例中，所述刀片(7)通过一刀具与所述双轴微动平台(6)固定，所述刀具的刀杆材质为硬质合金，所述刀片(7)宽度为1.5mm。