CN113075022A - 一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计，包括升降台，所述的升降台的上方固定安装有高温炉；所述的高温炉的内部固定安装有移动台；所述的移动台的外部固定安装有连接板；所述的连接板远离移动台的一侧连接有水循环组件；本发明，为了保证高温腔的密闭性，在上炉盖和下炉盖之间采用迷宫密封；上炉盖与下炉盖配合，环形凸台与凹槽之间留有很小的间隙，这便形成了迷宫密封；在上炉盖有一个梯形孔，在此放置耐高温玻璃,便于试样观察；下炉盖、隔热层和陶瓷隔热层都有一个弧度140°的弧形槽，为了在压痕试验结束后，转动上炉盖至140°时，耐高温玻璃正好位于试样正上方，然后将物镜转到此位置，透过耐高温玻璃片对试样进行观察。

Description

一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计

技术领域

本发明具体涉及高温硬度测试技术领域，具体是一种用于多点连续高温硬度测试的高温硬度计。

背景技术

硬度测试是评价材料力学性能的重要指标之一。高温硬度可以表征出材料在不同温度下的力学性能变化规律。高温硬度测试不仅需要高温环境，并且还需要真空环境来防止试样高温氧化，并要实现同一试样多点硬度测试。

但是现有的连续多点高温硬度测试的高温腔无法解决高温环境下的多点硬度测试，而且在高温炉中不能直接实现密封，无法保证高温炉腔的密闭性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计，以解决上述背景技术中提出的目前无法解决高温环境下的多点硬度测试和高温炉的密闭性问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计，包括升降台，所述的升降台的上方固定安装有高温炉；所述的高温炉的内部固定安装有移动台；所述的移动台的外部固定安装有连接板；所述的连接板远离移动台的一侧连接有水循环组件；所述的水循环组件的内部设置有保温层；所述的保温层的内部设置有电阻丝；所述的电阻丝的内侧设置有载台。

作为本发明的进一步技术方案，所述的载台通过螺钉固定安装在水循环组件上；所述的高温炉上扣接有下炉盖。

作为本发明的进一步技术方案，所述的下炉盖的内部具有一个方形槽，且方形槽内设置有陶瓷隔热层和隔热层；所述的下炉盖的上方还设置有上炉盖。

作为本发明的进一步技术方案，所述的上炉盖的上方固定安装有分体压头和分体压头外壁。

作为本发明的进一步技术方案，所述的硬度计主体固定安装有物镜和辅助分体压头。

作为本发明的进一步技术方案，所述的升降台的两侧分别设置有水箱和净化循环系统；所述的水箱和惰性气体循环系统均通过水管与水循环组件连接。

作为本发明的进一步技术方案，所述的高温炉上还配合安装有两个贯通式丝杆步进电机；所述的隔热层下端的两侧设置有O型密封圈。

作为本发明的进一步技术方案，还包括分体压头组件；所述的分体压头组件由分体分体压头、压头保护套和弹簧片组成；所述的分体压头纵向插接在分体压头外壁内，且在分体压头上端处套接有弹簧片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明，分体压头组件由分体分体压头、压头保护套、弹簧片组成；其中弹簧片放置在压头保护套内部，分体分体压头穿过弹簧片，当硬度测试开始时，辅助分体压头往下压到分体分体压头上，分体分体压头压到试样上进行压痕，测试结束后，通过弹簧片将分体压头弹起，实现自动复位，孔用弹性挡圈可以防止分体压头组件倒立时分体分体压头滑出；分体分体压头与压头保护套是间隙配合，留有很小的间隙，为了防止分体分体压头与分体压头保护天产生摩擦，并在分体分体压头与压头保护套之间的间隙加入润滑脂进行密封。

2.本发明，为了使高温腔达到真空环境，在上炉盖和下炉盖之间采用迷宫密封；所设计的上炉盖下端面有两个环形凸台，下炉盖的上端面有两个环形凹槽，上炉盖盖在下炉盖上时，环形凸台与凹槽之间留有很小的间隙，这便形成了迷宫密封；在上炉盖有一个梯形孔，在此放置耐高温玻璃；为了观察试样，下炉盖、隔热层和陶瓷隔热层都有一个弧度140°的弧形槽，为了在压痕试验结束后，转动上炉盖至140°时，耐高温玻璃正好位于试样正上方，物镜转到此位置，透过透明耐高温玻璃片对试样进行观察。

3.本发明，为了实现多点测试，此设计通过连接板将移动台与水循环组件、保温层和载物台连为一体，在高温腔两个壁面上安装了贯通式丝杆步进电机，一个贯通式丝杆步进电机通过丝杆控制移动台X方向的移动，另一个贯通式丝杆步进电机通过丝杆控制Y方向的移动，并且当丝杆后退时，移动台通过内部弹簧装置可自动返回原位置，便可使载台在X和Y方向上的移动，从而实现了试样的多点测试。

4.本发明，内部采用电阻丝加热，提供高温环境，电阻丝外部有保温层和水循环组件，对其进行保温作用，使温度稳定，减小实验误差，通过水循环组件作用可以使水循环外部空间温度较低；上部有隔热层和陶瓷隔热层不仅起到保温作用，而且具有隔热作用，避免上炉盖和下炉盖温度过高；在硬度测试结束后，水循环加快高温腔温度的降低，惰性气体循环系统通过气体循环，通入常温气体来保护试样在高温下不发生氧化。

5.本发明，分体压头与分体压头外壁为间隙配合，两者之间留有间隙，其采用耐高温润滑脂进行密封；上炉盖的环形凸台与下炉盖环形凹槽相配合，并留有细小的间隙，形成迷宫密封；下炉盖与高温腔配合，其采用O型密封圈进行密封。以上密封方案使其高温腔达到真空效果，避免试样高温氧化。

6.本发明，在进行高温测试前，通过惰性气体循环系统抽净高温炉内的气体，达到无氧环境，从而防止试样高温氧化，并通入惰性气体(氩气)进行保护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的A-A剖视图。

图3是本发明的分体压头组件结构示意图。

图中：1-升降台；2-高温炉；3-移动台；4-连接板；5-水循环组件；6-保温层；7-O型密封圈；8-陶瓷隔热层；9-隔热层；10-物镜；11-辅助分体压头；12-分体分体压头；13-压头保护套；14-弹簧片；15-上炉盖；16-把手；17-下炉盖；18-电阻丝；19-载物台；20-贯通式丝杆步进电机；21-水箱；22-净化循环系统；23-硬度计主体；24-孔用弹性挡圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计，包括升降台1，所述的升降台1的上方固定安装有高温炉2；所述的高温炉2的内部固定安装有移动台3；所述的移动台3的外部固定安装有连接板4；所述的连接板4远离移动台3的一侧连接有水循环组件5；所述的水循环组件5的内部设置有保温层6；所述的保温层6的内部设置有电阻丝18；所述的电阻丝18的内侧设置有载台19。

作为本发明的进一步技术方案，所述的载台19通过螺钉固定安装在水循环组件5上；所述的高温炉2上扣接有下炉盖17。

作为本发明的进一步技术方案，所述的下炉盖17的内部具有一个方形槽，且方形槽内设置有陶瓷隔热层8和隔热层9；所述的下炉盖17的上方还设置有上炉盖15。

作为本发明的进一步技术方案，所述的上炉盖15的上方固定安装有分体压头12和分体压头外壁13。

作为本发明的进一步技术方案，所述的升降台1的上方还固定安装有硬度计主体23；所述的硬度计主体23上半部分的底部固定安装有物镜10和辅助分体压头11。

作为本发明的进一步技术方案，所述的升降台1的两侧分别设置有水箱21和惰性气体循环系统22；所述的水箱21和惰性气体循环系统22均通过水管与水循环组件5连接。

作为本发明的进一步技术方案，所述的高温炉2上还配合安装有两个贯通式丝杆步进电机20；所述的隔热层9下端的两侧设置有O型密封圈7。

作为本发明的进一步技术方案，还包括分体压头组件；所述的分体压头组件由分体分体压头12、压头保护套13和弹簧片14组成；所述的分体分体压头12纵向插接在压头保护套13内，且在分体分体压头12上端处套接有弹簧片14。

本发明的工作原理是：当硬度测试开始时，辅助分体压头11往下压到分体压头12上，分体压头12压到试样上进行压痕，测试结束后，通过弹簧片14将分体压头12弹起，实现自动复位，孔用弹性挡圈24可以防止分体压头组件倒立时分体压头12滑出；分体压头12与分体压头外壁13是间隙配合，留有很小的间隙，为了防止分体压头12与分体压头外壁13产生摩擦，并在分体压头12与分体压头外壁13之间的间隙加入润滑脂进行密封；

为了使保证高温腔的密闭性，在上炉盖15和下炉盖17之间采用迷宫密封；所设计的上炉盖15下端面有两个环形凸台，下炉盖17的上端面有两个环形凹槽，上炉盖15盖在下炉盖17上时，环形凸台与凹槽之间留有很小的间隙，这便形成了迷宫密封；在上炉盖15有一个梯形孔，在此放置耐高温玻璃；为了观察试样，下炉盖17、隔热层9和陶瓷隔热层8都有一个弧度140°的弧形槽，为了在压痕试验结束后，转动上炉盖15至140°时，耐高温玻璃正好位于试样正上方，物镜10转到此位置，透过透明耐高温玻璃片对试样进行观察；

本发明，内部采用电阻丝18加热，提供高温环境，电阻丝18外部有保温层6和水循环组件5，对其进行保温作用，使温度稳定，减小实验误差，通过水循环组件5作用可以使水循环外部空间温度较低；上部有隔热层9和陶瓷隔热层8不仅起到保温作用，而且具有隔热作用，避免上炉盖15和下炉盖17温度过高；在硬度测试结束后，水循环加快高温腔温度的降低，惰性气体循环系统通过气体循环，保护高温下试样不氧化；

分体压头12与压头保护套13为间隙配合，两者之间留有间隙，其采用耐高温润滑脂进行密封；上炉盖15的环形凸台与下炉盖17环形凹槽相配合，并留有细小的间隙，形成迷宫密封；下炉盖17与高温腔配合，其采用O型密封圈进行密封。以上密封方案使其高温腔达到真空效果，避免试样高温氧化；在进行高温测试前，通过净化循环系统22抽净高温炉2内的气体，达到真空环境，从而防止试样高温氧化，并通入惰性气体(氩气)进行保护。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不相邻本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：包括升降台（1），所述的升降台（1）的上方固定安装有高温炉（2）；所述的高温炉（2）的内部固定安装有移动台（3）；所述的移动台（3）的外部固定安装有连接板（4）；所述的连接板（4）远离移动台（3）的一侧连接有水循环组件（5）；所述的水循环组件（5）的内部设置有保温层（6）；所述的保温层（6）的内部设置有电阻丝（18）；所述的电阻丝（18）的内侧设置有载物台（19）。

2.根据权利要求1所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：所述的载物台（19）通过螺钉固定安装在水循环组件（5）上；所述的高温炉（2）上扣接有下炉盖（17）。

3.根据权利要求2所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：所述的下炉盖（17）的内部具有一个方形槽，且方形槽内设置有陶瓷隔热层（8）和隔热层（9）；所述的下炉盖（17）的上方还设置有上炉盖（15）。

4.根据权利要求3所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：所述的上炉盖（15）的上方固定安装有分体分体压头（12）和压头保护套（13）。

5.根据权利要求4所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：所述的升降台（1）固定安装在硬度计主体（23）上；所述的硬度计主体（23）的顶部固定安装有物镜（10）和辅助分体压头（11）。

6.根据权利要求5所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：所述的升降台（1）的两侧分别设置有水箱（21）和惰性气体循环系统（22）；所述的水箱（21）和惰性气体循环系统（22）均通过管路与组件（5）连接。

7.根据权利要求5所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：所述的高温炉（2）上还配合安装有两个贯通式丝杆步进电机（20）；所述的隔热层（9）下端的两侧设置有O型密封圈（7）。

8.根据权利要求5所述的用于连续高温硬度测试的高温硬度计，其特征在于：还包括分体压头组件；所述的分体压头组件由分体分体压头（12）、压头保护套（13）和弹簧片（14）组成；所述的分体分体压头（12）纵向插接在压头保护套（13）内，且在分体分体压头（12）上端处套接有弹簧片（14）。

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