[实用新型]金刚石单晶及复合片冲击破碎能测定仪

说明书

本实用新型涉及一种主要用于动载测定金刚石单晶等脆性非金属颗粒及超硬复合片的冲击破碎能的测试装置。

现有金刚石强度测试方法较有代表性的有Friatester仪，冲击球和样品沿筒轴向往复振动冲击，金刚石样品处于自由状态，与钢球随机撞击，这一点与镶嵌固定后的金刚石的受力是不同的，只能从当量的角度反映金刚石的冲击强度；落锤冲击法研究了金刚石样品静止状态受外力冲击的破碎强度，易于控制冲击功与冲击力的大小，但冲击功的不连续是其致命的缺陷，无法知道样品破碎时的冲击功范围及其准确值；日本小松公司发明的平衡摆锤仪是通过调节落锤的重量和高度，测定金刚石样品受冲击后未破碎颗粒占总数的百分比，作为样品的抗冲击强度；日本Tohoku大学发明的摆锤仪测试破碎能也只能测试样品的当量韧性，而难于直观得到其强度指标，还有Strupkina法、Kurochkin法、超声波等测试法。尤其是CN862071564公开的一种辊碎法，它研究了金刚石样品在辊轧受挤作用下的破碎力的大小，金刚石受力随机性好，易于受到拉伸力，近似于金刚石在钻头上所受的水平磨削力，但金刚石在辊碎过程中始终处于自由状态，不易测出破碎时的破碎能量。复合片的动载测试均采用落球法，大都采用人工计数和肉眼判断破裂状态，测试精度较低。综上所述各种测试方法均无直观地得到金刚石破碎时的冲击力和破碎能量，而这一点恰是设计金刚石钻头及冲击器冲击功最为关心的问题。

本实用新型的目的就在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种较为精确而直接测试金刚石单晶等脆性非金属颗粒及超硬复合片的冲击破碎能的测试仪器，解决了落锤法的致命缺陷一“冲击功测试的不连续性”的问题，克服以往金刚石钻头设计和冲击器冲击功设计只凭经验的缺点。

本实用新型通过以下措施来达到，由支撑杆2、上横梁20、中横梁19、下横梁9和底座13构成框架，通过上锁定螺钉3和中锁定螺钉6锁定，调整螺铨1设在冲锤5的顶端，分度盘7、光电传感器8、游标准线18装在下横梁9上，砧子轨道10、砧子锁定螺钉11、调平螺钉12设置在底座13上。

本实用新型还可以通过以下措施来达到，砧子15可沿砧子轨道10移动，并由砧子锁定螺钉11固定，由承冲杆16、分度盘7和下横梁9构成砧子15与承冲杆16的微调装置，下横梁9通过调整螺帽17装在支撑杆2上，支撑杆2与调整螺帽17为螺纹配合。

本实用新型解决了落锤法的致命缺陷一冲击功测试的不连续性问题，能使冲锤机械部分传给金刚石单晶的能量恰好使其破碎。结构十分简单，并简化了操作过程，提高了测试精度。本仪器不仅能测试金刚石单晶，还可以测试复合片的冲击破碎能，为金刚石钻头的设计提供了可靠的金刚石的冲击强度指标和准确的冲击功。

附图说明：

附图为金刚石单晶及复合片冲击破碎能测定仪结构图：1调整螺栓，2支撑杆，3上锁定螺钉，4电磁铁线圈，5冲锤，6中锁定螺钉，7分度盘，8光电传感器，9下横梁，10砧子轨道，11砧子锁定螺钉，12调平螺钉，13底座，14压电石英传感器，15砧子，16承冲杆，17调节螺帽，18游标准线，19中横梁，20上横梁，21控制电路，22放大器，23微机

本实用新型下面将结合附图和实施例作进一步详述：

测试金刚石单晶破碎能时，首先打开微机23，使其进入工作状态，设置测试参数，将被测金刚石样品放在砧子15上，在微机23指令控制下，经控制电路21，使冲锤5上升到设定高度后，给出命令使冲锤5自由下落，冲击承冲杆16，承冲杆16的顶端冲击样品，此时由压电石英传感器14将冲击破碎能量数据通过放大器22传给微机23，显示并记录。调整螺栓1是调整冲锤5与承冲杆16距离的机构，支撑杆2与上横梁20、中横梁19和底座13构成框架，通过上锁定螺钉3和中锁定螺钉6固定框架，在中横梁19与上横梁20之间装有冲锤5和电磁铁线圈4，分度盘7、光电传感器8、承冲杆16、游标准线18装在下横梁9上，分度盘7可调整光电传感器8与承冲杆16的位置，以保证复合片破坏前光线被遮住，破坏后光电开关接通，下横梁9通过调整螺帽17装在支撑杆2上，支撑杆2与调整螺帽17为螺纹配合，由调整螺帽17、下横梁9和支撑杆2构成承冲杆16与砧子15距离的粗调装置，由承冲杆16、分度盘7和下横梁9构成砧子15与承冲杆16的微调装置，其过程是分度盘7上有公螺纹，与其配合的下横梁9中心通孔有母螺纹，旋转分度盘7，即可实现微调。因本测定仪具有测试复合片功能，测试单晶和复合片的砧子15是不同的，为能在一台测定仪实现，设计砧子15是移动式的，砧子15根据测试样品的不同沿砧子轨道10移动，砧子锁定螺钉11是为固定砧子15所设计，调平螺钉12是调整底座13保持平衡机构。