[发明专利]在试样表面预制直线划伤的试验装置

说明书

本发明公开了一种在试样表面预制直线划伤的试验装置，其包括：主支撑体；滑动齿条，安装于主支撑体上并可相对主支撑体直线运动，滑动齿条上固定安装有用于夹持不同形状、尺寸试样的台虎钳；显微硬度仪，设有转盘、压头和物镜，位于滑动齿条上方且在高度方向相对于安装于台虎钳上的试样位置可调；以及驱动装置，驱动滑动齿条沿着直线运动。相对于现有技术，本发明在试样表面预制直线划伤的试验装置操作简单，可用于在板状、棒状和管状各种形状、尺寸的试样表面预制直线划伤，解决了现有技术不能对各种形状、尺寸的试样精准预制宏观尺度直线划痕的难题。

技术领域

本发明属于划伤技术领域，更具体地说，本发明涉及一种在试样表面预制直线划伤的试验装置。

背景技术

在核工业、建筑、机械等众多领域，结构件服役性能的好坏是设备能否安全运行的关键。在结构件的使用过程中，划伤会对合金材料或结构件的性能产生重要影响：划伤会造成材料内表面或外表面缺陷，缺陷的出现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，微米划痕仪或纳米划痕仪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，纳米划痕仪或微米划痕仪的操作复杂且价格昂贵，后期维护费用很高。此外，微米划痕仪或纳米划痕仪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，对于管状和棒状金属或合金试样，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。

CN104344979A揭示了一种在管状合金表面制作划痕的装置和方法，此装置和方法能较好地对管状试样进行沿轴线方向的直线划伤。但是，如果要对不同尺寸的试样进行直线划伤则需更换夹具，操作较为繁琐，在对试样制作划痕前需肉眼观察划头与试样表面的相对位置，划痕深度和宽度准确度欠佳。

为了测试材料表面在出现直线划伤后的性能，能够适应板状、棒状和管状等多种形状、尺寸试样，有效模拟材料表面直线划伤的实验装置成为迫切的需要。有鉴于此，确有必要提供一种操作简单、成本低廉的在试样表面预制直线划伤的试验装置，以在板状、棒状和管状等多种形状、多种尺寸的试样上有效模拟表面直线划伤。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种操作简单、成本低廉的在试样表面预制直线划伤的试验装置，以在板状、棒状和管状等多种形状、多种尺寸的试样上有效模拟表面直线划伤。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种在试样表面预制直线划伤的试验装置，其包括：

主支撑体；

滑动齿条，安装于主支撑体上并可相对主支撑体直线运动，滑动齿条上固定安装有用于夹持不同、形状尺寸试样的台虎钳；

显微硬度仪，设有转盘、压头和物镜，位于滑动齿条上方且在高度方向相对于安装于台虎钳上的试样位置可调；以及

驱动装置，驱动滑动齿条沿着直线运动。

作为本发明在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述驱动装置为设有齿轮的步进电机，所述滑动齿条设有平行直齿，步进电机通过齿轮和平行直齿的配合驱动滑动齿条直线运动。

作为本发明在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述齿轮和步进电机同轴。

作为本发明在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述步进电机连接有控制器，通过控制脉冲信号频率精确控制步进电机的启停和转速，精确控制试样直线移动的距离和速度。

作为本发明在试样表面预制直线划伤的试验装置的一种改进，所述台虎钳包括固定钳口、与固定钳口相对的活动钳口，活动钳口可相对于固定钳口运动。