CN111323289B - 金相试样自动擦蚀机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金相试样自动擦蚀机，它包括进样槽，进样槽内设有进样推杆，进样推杆穿过进样槽并与进样槽外部的进样推杆驱动电机连接，进样槽与擦蚀槽连接，擦蚀槽内安装有擦蚀推杆，擦蚀推杆与设置在擦蚀槽外的擦蚀推杆驱动电机连接，擦蚀槽还与样滑槽连接，样滑槽安装在储样槽内，储样槽上还开有储样槽溢水孔，储样槽还与出样推杆连接，出样推杆与出样推杆驱动电机连接，擦蚀槽上安装有盖板，盖板上安装有擦蚀头，擦蚀头与擦蚀头驱动电机连接，擦蚀头上设置有擦蚀液接口，盖板上还设有清洗头。其优点是：使用本装置操作人员无需特别防护，浸蚀液不会对设备、环境和操作人员造成损害。
Description
技术领域
本发明属于一种金属材料测试分析装置，具体涉及金相试样自动擦蚀机。
背景技术
金属材料的金相检验中，浸蚀是最重要的操作步骤之一。通常包括化学浸蚀、电解浸蚀等数种方法。而使用最广泛的是化学试剂擦蚀法，即使用镊子夹取脱脂棉或棉布，沾取浸蚀液，在试样表面来回擦拭，再使用流水冲洗干净，进行下一步浸蚀或检验。由于金相浸蚀液大多都使用强酸、强碱、有毒化学品等，因此在进行擦蚀操作时必须做好全身的安全防护工作，包括手套、口罩、护目镜等防护装备，这就导致操作效率很低下。即便如此，由于浸蚀剂溅出、挥发等因素的影响，擦蚀过程仍然存在人身伤害的风险，残留试剂也容易造成实验室设备的腐蚀损坏。
因此，有必要发明一种金相试样自动擦蚀装置，使用自动化机械代替人工擦蚀过程，不仅提高操作效率，还可以将危害控制到封闭可控的环境中去。
根据查询，目前国内外还没有相关专利和产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金相试样自动擦蚀机，它具有耐腐蚀，可靠性高，能够自动化完成金相试样进样、擦蚀、清洗、储存整个过程，主要适用于单一规格的已镶嵌金相试样。
本发明的技术方案如下：金相试样自动擦蚀机，它包括进样槽，进样槽内设有进样推杆，进样推杆穿过进样槽并与进样槽外部的进样推杆驱动电机连接，进样槽与擦蚀槽连接，擦蚀槽内安装有擦蚀推杆，擦蚀推杆与设置在擦蚀槽外的擦蚀推杆驱动电机连接，擦蚀槽还与样滑槽连接，样滑槽安装在储样槽内，储样槽上还开有储样槽溢水孔，储样槽还与出样推杆连接，出样推杆与出样推杆驱动电机连接，擦蚀槽上安装有盖板，盖板上安装有擦蚀头，擦蚀头与擦蚀头驱动电机连接，擦蚀头上设置有擦蚀液接口，盖板上还设有清洗头。
所述的进样槽使用聚四氟乙烯板制作，宽度比镶嵌试样宽约1mm，应保证底面的粗糙度和两壁的平行度有利于进样推杆滑动。
所述的进样槽宽度比镶嵌试样宽约1mm。
所述的进样推杆由步进电机直线机构推动挡板在进样槽中水平移动，挡板宽度应比进样槽窄约0.2mm，由聚四氟乙烯板制成，表面加工光滑便于滑动。
所述的擦蚀槽由聚四氟乙烯整体加工而成，宽度比镶嵌试样宽约1mm，应保证底面的粗糙度和两壁的平行度有利于进样推杆滑动。
所述的擦蚀槽底部加工出带有坡度的排水槽，擦蚀槽右边端部底面设置排水孔，通过外壁排水管引出。
所述的擦蚀推杆由步进电机直线机构推动试样座在擦蚀槽中水平移动，由聚四氟乙烯板制成。
所述的储样槽由有机玻璃板制作，粘接时需保证密封性。
所述的清洗头有带有小孔的空心圆盘，通过微型水泵泵入清洗液，可均匀冲洗整个试样面。
本发明的有益效果在于：使用本装置进行金相试样的擦蚀，每分钟可擦蚀约5个试样，而人工擦蚀每分钟仅能擦蚀约1个试样，尤其在大批量试样时效率更高。使用本装置操作人员无需特别防护，浸蚀液不会对设备、环境和操作人员造成损害。由于采用自动化的擦蚀，可以精确的控制擦蚀时间，避免人工制样时出现的过度浸蚀或浸蚀不足的现象，提高制样质量。可以隔离或者远程操作，可用于高放射性或高毒性试样。
附图说明
图1为本发明所提供的金相试样自动擦蚀机示意图。
图中，1进样槽，2进样推杆，3进样推杆驱动电机，4擦蚀槽，5擦蚀推杆，6擦蚀推杆驱动电机，7储样槽，8出样推杆，9出样推杆驱动电机，10样滑槽，11储样槽溢水孔，12盖板，13擦蚀头，14擦蚀头驱动电机，15擦蚀液接口，16清洗头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，金相试样自动擦蚀机包括进样槽1，进样槽1内安装有进样推杆2，进样推杆2穿过进样槽1并与进样槽1外部的进样推杆驱动电机3连接，进样槽1与擦蚀槽4连接，擦蚀槽4内安装有擦蚀推杆5，擦蚀推杆5与设置在擦蚀槽4外的擦蚀推杆驱动电机6连接，擦蚀槽4还与样滑槽10连接，样滑槽10安装在储样槽7内，储样槽7上还开有储样槽溢水孔11，储样槽7还与出样推杆8连接，出样推杆8与出样推杆驱动电机9连接，擦蚀槽4上安装有盖板12，盖板12上安装有擦蚀头13，擦蚀头13与擦蚀头驱动电机14连接，擦蚀头13上设置有擦蚀液接口15，盖板12上还设有清洗头16。
本发明提供一种自动金相试样擦蚀机，包括主机、进样槽、进样推杆、擦蚀槽、擦蚀推杆、储样槽、出样推杆、擦蚀头、清洗头、控制系统。
进样槽可同时放置多个镶嵌好的金相试样，每次操作时，由步进电机驱动的进样推杆将单个试样推入擦蚀槽中的擦蚀推杆中。
步进电机随后推动擦蚀推杆在擦蚀槽中移动到擦蚀头下位置，电磁铁驱动擦蚀头降下，擦蚀头表面的棉布与试样表面接触。浸蚀液在之前已由耐腐蚀的蠕动泵通过擦蚀头注入浸润棉布。步进电机驱动擦蚀推杆左右移动，擦蚀金相试样。
擦蚀达到设定的时间或次数后，步进电机驱动擦蚀推杆继续往前移动到清洗头位置，电磁阀打开清洗头，使用流水对试样表面进行冲洗一定时间。
清洗完成后，步进电机继续驱动擦蚀推杆到出样位置，电磁铁驱动的出样推杆将试样沿斜坡推入充满清水的储样槽中，擦蚀推杆回退到初始位置，完成单个试样的擦蚀过程。可人工从储样槽中取出试样。
擦蚀槽使用耐腐蚀的塑料制成，底部有带坡度的导水槽，通过侧面的排水口可将残留腐蚀液和清洗液排出存储或排放。除了进样口与出样口，擦蚀槽整体处于密封状态，避免浸蚀液溢出。
所有步进电机、电磁铁和电磁阀通过单片机按照预设程序控制。
可选的，可以增加多个擦蚀头和相应的驱动机构，从而在一次操作中实现试样的多步擦蚀。
本发明所述的金相试样自动擦蚀机，如图1所示，由进样槽、进样推杆、擦蚀槽、擦蚀推杆、储样槽、出样推杆、擦蚀头、清洗头、控制系统组成。
进样槽使用聚四氟乙烯板制作，宽度比镶嵌试样宽约1mm，应保证底面的粗糙度和两壁的平行度有利于进样推杆滑动。长度根据设计装样数量而定。
进样推杆由步进电机直线机构推动挡板在进样槽中水平移动，挡板宽度应比进样槽窄约0.2mm，由聚四氟乙烯板制成，表面加工光滑便于滑动。步进电机驱动部件带有编码器，一旦挡板将试样推入擦蚀槽停止移动，立即停止推动，并转入下一步操作。
擦蚀槽由聚四氟乙烯整体加工而成，宽度比镶嵌试样宽约1mm，应保证底面的粗糙度和两壁的平行度有利于进样推杆滑动。在单擦蚀头设计情况下，长度约为10倍试样直径。擦蚀槽底部加工出带有坡度的排水槽。擦蚀槽右边端部底面设置排水孔，通过外壁排水管引出。
擦蚀推杆由步进电机直线机构推动试样座在擦蚀槽中水平移动，由聚四氟乙烯板制成。试样座内槽长度应大于镶嵌试样直径0.5mm，试样座宽度小于擦蚀槽宽度约1mm。试样座内槽底面高度应低于进样槽底面1mm左右，避免试样返回进样槽。试样座侧壁开有排水槽，排出多余浸蚀液和清洗液。
出样推杆由直线电机驱动机构推动挡板做往复运动，将擦蚀推杆试样座中的试样推入储样槽，由聚四氟乙烯板加工制成。
储样槽可由有机玻璃板制作，粘接时需保证密封性。与擦蚀槽对接处设计有坡道和滑槽，有利于试样滑入。进水口设置在坡道上方，可以利用水流利于试样滑动，储样槽尾部上方有溢水孔，下方设计有排水口，可以迅速排走残余的清洗液。
擦蚀槽盖板由聚四氟乙烯板整体加工而成，覆盖整个擦蚀槽，通过内部台阶紧配合。并和擦蚀槽间有硅胶密封垫，保障密封性。
擦蚀头安装在擦蚀槽盖板上，由步进电机驱动齿条可做上下往复运动，通过转速检测是否与试样表面接触。擦蚀头头部通过卡槽连接到可更换的擦蚀片，擦蚀片由擦蚀片底座与长绒棉布通过双面胶粘合，擦蚀头头部由聚四氟乙烯制成。
清洗头有带有小孔的空心圆盘，通过微型水泵泵入清洗液，可均匀冲洗整个试样面。清洗由聚四氟乙烯制成。
控制系统包括单片机、步进电机驱动、电磁铁驱动、电磁阀驱动、液晶显示屏和按键组成，使得各个部件可以按照设定的顺序执行动作，同时可以快速的修改某些参数，比如擦蚀时间、清洗时间等。控制系统设置在独立的密封控制盒中，避免受到水汽和浸蚀液的腐蚀。
Claims (9)
1.金相试样自动擦蚀机，其特征在于：它包括进样槽（1），进样槽（1）内设有进样推杆（2），进样推杆（2）穿过进样槽（1）并与进样槽（1）外部的进样推杆驱动电机（3）连接，进样槽（1）与擦蚀槽（4）连接，擦蚀槽（4）内安装有擦蚀推杆（5），擦蚀推杆（5）与设置在擦蚀槽（4）外的擦蚀推杆驱动电机（6）连接，擦蚀槽（4）还与样滑槽（10）连接，样滑槽（10）安装在储样槽（7）内，储样槽（7）上还开有储样槽溢水孔（11），储样槽（7）还与出样推杆（8）连接，出样推杆（8）与出样推杆驱动电机（9）连接，擦蚀槽（4）上安装有盖板（12），盖板（12）上安装有擦蚀头（13），擦蚀头（13）与擦蚀头驱动电机（14）连接，擦蚀头（13）上设置有擦蚀液接口（15），盖板（12）上还设有清洗头（16）。
2.如权利要求1所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的进样槽（1）使用聚四氟乙烯板制作，宽度比镶嵌试样宽约1mm，应保证底面的粗糙度和两壁的平行度有利于进样推杆滑动。
3.如权利要求1或2所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的进样槽（1）宽度比镶嵌试样宽约1mm。
4.如权利要求1所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的进样推杆（2）由步进电机直线机构推动挡板在进样槽中水平移动，挡板宽度应比进样槽窄约0.2mm，由聚四氟乙烯板制成，表面加工光滑便于滑动。
5.如权利要求1所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的擦蚀槽（4）由聚四氟乙烯整体加工而成，宽度比镶嵌试样宽约1mm，应保证底面的粗糙度和两壁的平行度有利于进样推杆滑动。
6.如权利要求5所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的擦蚀槽（4）底部加工出带有坡度的排水槽，擦蚀槽（4）右边端部底面设置排水孔，通过外壁排水管引出。
7.如权利要求1所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的擦蚀推杆（5）由步进电机直线机构推动试样座在擦蚀槽中水平移动，由聚四氟乙烯板制成。
8.如权利要求1所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的储样槽（7）由有机玻璃板制作，粘接时需保证密封性。
9.如权利要求1所述的金相试样自动擦蚀机，其特征在于：所述的清洗头（16）有带有小孔的空心圆盘，通过微型水泵泵入清洗液，可均匀冲洗整个试样面。
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