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高溫維氏硬度計(jì)的制作方法

文檔序號(hào):5918023閱讀:462來源:國知局
專利名稱:高溫維氏硬度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明創(chuàng)造屬于材料的硬度測量領(lǐng)域,能夠在高溫條件下(100-160(TC )測量金屬及陶瓷等各類材料在該溫度下的維氏硬度值。
背景技術(shù)
目前,所有測量金屬及非金屬的硬度計(jì)都是在常溫下進(jìn)行試驗(yàn)的,無法測量高溫條件下的硬度。但是在實(shí)際應(yīng)用中,特別是航空航天及高速飛行裝置等其他條件苛刻的情況下,我們需要知道材料在高溫條件下的硬度。很多材料在高溫條件下,其硬度及其他性能發(fā)生很大的變化,其常溫硬度不能代表高溫硬度。檢測材料的高溫硬度才能準(zhǔn)確的了解該材料是否適合在高溫條件下使用,才能有力保障材料使用的安全性及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有硬度計(jì)不能測量高溫硬度的問題,本發(fā)明提供一種新的儀器——高溫維氏硬度計(jì)。讓材料在真空及有氣體保護(hù)的高溫條件下(最高溫度達(dá)1600°C左右),準(zhǔn)確的檢測出材料的硬度。高溫維氏硬度計(jì)采用維氏硬度原理,試樣加熱采用測量硬度特制的真空高溫爐, 可以使試樣溫度迅速達(dá)到需要的值,從而測量該溫度下的硬度值。高溫爐體積小,可以和高精度的硬度計(jì)相互融合,便于控制,便于加熱樣品,節(jié)能環(huán)保。高溫爐配有專業(yè)真空泵和氬氣(惰性保護(hù)氣體)。為避免因溫度過高造成試樣及測頭氧化,從而改變?cè)嚇釉瓉碛捕?,影響測量精度,我們把爐內(nèi)抽成高真空,然后充入氬氣進(jìn)行氣氛保護(hù)。這樣我們的溫度可以控制在1600°C左右。測頭用專測高溫的測頭,用耐高溫的延長桿伸入爐體內(nèi)部。延長桿和爐體又有特殊的連接裝置,既保證高溫爐的氣密性,又能精確的傳導(dǎo)試驗(yàn)力。高溫硬度在諸多材料性能測試中無疑具有非常獨(dú)特和唯一的地位,其特殊測試在于能夠同時(shí)直接涉及到國際常用參數(shù)系統(tǒng)(如力學(xué)、面積、時(shí)間、電能、溫度等)。換句話說, 其原理包容了諸多ISO標(biāo)準(zhǔn)單位,在一個(gè)必要的條件下,需要足夠的條件去建立一個(gè)硬度關(guān)系。關(guān)于高溫硬度,最基礎(chǔ)的條件是我們需要建立一個(gè)工業(yè)應(yīng)用水準(zhǔn)的相關(guān)開放的擴(kuò)散系統(tǒng),特別之處在于需要硬度標(biāo)尺及試樣及標(biāo)準(zhǔn)塊反復(fù)檢測硬度計(jì)的精準(zhǔn)度。因?yàn)橛捕葴y試是一個(gè)破壞性的試驗(yàn),單一的測試方法無法得到同一試樣在不同條件的精準(zhǔn)硬度值,所以需要用不同方式去測量不同條件下的材料硬度,這就是我們高溫硬度的存在動(dòng)力。除了 ISO標(biāo)準(zhǔn),該儀器還涉及到諸多標(biāo)準(zhǔn),并且在不同國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有不同規(guī)定,需要客戶在訂購時(shí)特別指明。該儀器可以測定從常溫到高溫的維氏硬度,最適合用來驗(yàn)明耐熱金屬材料、陶瓷制品等新材料的高溫硬度。高溫爐高溫爐是與軸部連接和可觀察試料的旋轉(zhuǎn)裝置,是帶有試樣加熱裝置及試樣加熱部分的移動(dòng)裝置的密封性加熱室。
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加熱環(huán)境首先使高溫爐內(nèi)加熱到所需溫度,然后測定硬度。試驗(yàn)方法高溫爐的軸部是在保持爐內(nèi)密封的同時(shí)使?fàn)t子自由升降,可以從爐外向爐內(nèi)試樣施加試驗(yàn)力。而且,從爐外施加的試驗(yàn)力和試驗(yàn)力的控制取決于維氏硬度計(jì)。試驗(yàn)力加卸載與試樣壓痕測試的轉(zhuǎn)換將安裝于高溫爐上部旋轉(zhuǎn)板上的壓頭對(duì)準(zhǔn)試樣位置,進(jìn)行加載或卸載,然后將觀察窗旋轉(zhuǎn)至試料位置,由CCD進(jìn)行壓痕對(duì)角線的測定及讀取維氏硬度值。取下高溫爐后可作為維氏硬度試驗(yàn)機(jī)的替代型使用。功能特點(diǎn)該儀器采用杠桿砝碼型加載力學(xué)系統(tǒng)可以滿足硬度的靜態(tài)力學(xué)測試原理,砝碼托架由精密電機(jī)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)加卸載自動(dòng)控制,德國蔡司精密折射光路系統(tǒng)可獲得高清晰光路界面。大屏幕LCD觸摸屏使得所有操作簡單明了,數(shù)字式目鏡可自動(dòng)測量壓痕的長度,視場分辨率達(dá)0. 01微米,自動(dòng)物臺(tái)及相關(guān)軟件可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量,邏輯菜單可直接顯示硬度梯度。為消除操作原因引起的誤差,該儀器配備專門的自動(dòng)測量系統(tǒng),并且在力值及溫度控制系統(tǒng)上相互相互結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種特殊維氏硬度計(jì),在普通硬度計(jì)的基礎(chǔ)上,配置可以在1600°c的高溫下工作的耐氧化的藍(lán)寶石壓頭,并且藍(lán)寶石壓頭可以在工作時(shí)深入工作臺(tái)上的高溫爐的爐體內(nèi)部, 對(duì)工件施加維氏硬度的壓力,制造維氏壓痕,并可以測量爐體內(nèi)部維氏壓痕的對(duì)角線,直接得出維氏硬度值,完成材料在高溫條件下的硬度測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫維氏硬度計(jì),其特征是配置防止高溫氧化的藍(lán)寶石壓頭及耐高溫連桿,配置密封性非常好的真空及氬氣保護(hù)高溫爐,按照維氏標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣制造壓痕,并測量壓痕對(duì)角線從而得到高溫條件下的維氏硬度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫維氏硬度計(jì),其特征是在高溫爐工作過程中,其密封部位跟連桿無摩擦力,不會(huì)影響到硬度計(jì)對(duì)試樣施加的力值精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫維氏硬度計(jì),高溫爐在加熱前先抽去空氣,注入惰性氣體保護(hù),以防止試樣及高溫維氏測頭氧化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫維氏硬度計(jì),高溫爐的熱電偶、電源及保護(hù)氣體從爐體底部輸入,爐蓋在打開時(shí)可以直接測試維氏壓痕。
全文摘要
高溫維氏硬度計(jì)屬于材料的硬度測量領(lǐng)域,能夠在高溫條件下測量金屬及陶瓷等各類材料在該溫度下的維氏硬度值。具體是將特制的維氏硬度計(jì)與真空氣體保護(hù)的高溫爐相結(jié)合,讓材料在真空及有氣體保護(hù)的高溫條件下(最高溫度達(dá)1600℃左右),準(zhǔn)確的檢測出材料的硬度。
文檔編號(hào)G01N3/02GK102313678SQ20101022211
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者魏道全 申請(qǐng)人:魏道全
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