CN206990295U - 一种智能金相试验一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能金相试验一体机，包括腐蚀模块、清洗烘干模块、磨抛模块、电子金相显微镜模块、试样夹持模块；所述腐蚀模块包括腐蚀液收集装置、液体管路、腐蚀液盒，所述腐蚀液盒通过液体管路与腐蚀液收集装置连接；所述清洗烘干模块包括依次相接的烘干机部分、清洗液盒、清洗装置；所述磨抛模块包括抛光盘、冷却水管、抛光剂盒，所述冷却水管、抛光剂盒中的冷却水、抛光剂均供给到抛光盘；所述试样夹持模块为试样夹持旋转机构。本实用新型集成金相试样制备、金相显微镜观察为一体，全程金相制备观察智能自动化，显著提高金相试样研磨、抛光、清洗、烘干、观察的智能化程度，提高金相制备观察效率，减少人工工作量，改善工作环境。

Description

一种智能金相试验一体机

技术领域

本实用新型涉及金相试验技术领域，尤其涉及一种智能金相试验一体机。

背景技术

材料、能源和信息是现代文明及社会进步的三大支柱，而能源和信息的发展，在一定程度上又依赖于材料的进步。材料的内部组织结构决定它的主要力学性能特征。研究新材料寻找新组织，分析材料性能特点与其组织结构及变化规律之间的关系采用方法之一：金相显微分析。

金相显微分析是新材料、新工艺研发以及提高产品内在质量的重要方法之一。也是机械、冶金、航天航空，汽车、工模具等制造行业中，保证产品质量、分析事故原因的重要手段。

正确的金相分析首先需制备合格的金相试样，具备一定的代表性、组织真实、无划痕、无污物、无变形层、平坦光滑以及夹杂物完整，最终抛光成如镜面般光亮的试样。制备此金相，必须严格按照规定步骤制作：取样、镶嵌与夹持、磨光(200#、400#、600#、800#、1000#、1200# 等逐次递增砂纸打磨)、抛光(粗抛、精抛)、侵蚀(显示组织)、清洗烘干、显微镜观察组织、留存组织金相图。

制备金相试样是从事材料科学工作技术人员的基本功之一。目前，大部分科研工作中，金相试样制备采用手工完成，但是手工制样步骤繁多，耗时较长(30min至数小时不等)，效率低下，且存在一定安全隐患，制备合格的金相试样需要熟练的技巧和丰富的经验。在手工操作中，压力的大小仅凭手感控制，抛光时间、抛光盘转速等过程参数没有被量化，因此制样效率、准确性和再现性均不易保证。不同性质的材料需采取不同的制备方法，这些一般是在长期实践中总结的实践经验制样技巧中获得，制样技巧因人而异。

随着经济的快速发展，实际工业生产中，手工制样以远远不能达到要求，研制一款高性能、高效率的智能化、集成化、精密化金相试验一体机得尤为重要。可以实现高速、高质量地制备金相试样并通过金相显微镜拍照留存材料组织金相图，为金相试样实现标准化打下坚实的基础。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能金相试验一体机，显著提高金相试样研磨、抛光、清洗、烘干、观察的智能化程度，提高金相制备观察效率，减少人工工作量，改善工作环境。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能金相试验一体机，其特征在于：包括腐蚀模块、清洗烘干模块、磨抛模块、电子金相显微镜模块、试样夹持模块；所述腐蚀模块包括腐蚀液收集装置、液体管路、腐蚀液盒，所述腐蚀液盒通过液体管路与腐蚀液收集装置连接；所述清洗烘干模块包括依次相接的烘干机部分、清洗液盒、清洗装置；所述磨抛模块包括抛光盘、冷却水管、抛光剂盒，所述冷却水管、抛光剂盒中的冷却水、抛光剂均供给到抛光盘；所述试样夹持模块为试样夹持旋转机构。

上述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述试样夹持旋转机构包括夹持底座、旋转主轴、上下移动轴杆、第一伸缩轴杆、第二伸缩轴杆、四爪卡盘，所述旋转主轴垂直安装在水平的夹持底座上，所述旋转主轴侧面与水平方向且能上下移动的上下移动轴杆一端连接，所述上下移动轴杆另一端水平连接能水平伸缩的第一伸缩轴杆一端，所述第一伸缩轴杆另一端垂直连接能上下移动的第二伸缩轴杆一端，所述第二伸缩轴杆另一端连接四爪卡盘，所述四爪卡盘夹持金相试样品。

上述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述电子金相显微镜模块为电子金相显微镜。

上述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述烘干机部分中设置烘干试样架。

上述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述腐蚀模块、清洗烘干模块、磨抛模块、电子金相显微镜模块、试样夹持模块均设置在保护壳内，所述保护壳上设置透明观察窗口。

上述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述抛光剂盒为类注射器结构，盒体前端装有抛光剂，后端为注射器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型集成金相试样制备、金相显微镜观察为一体，全程金相制备观察智能自动化，实现金相试样制备过程中磨光、粗磨、细磨和抛光、清洗、腐蚀、冷却等过程的可调可控，使金相试样制备过程具有复制性，显著提高金相试样研磨、抛光、清洗、烘干、观察的智能化程度，提高金相制备观察效率，减少人工工作量，改善工作环境。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的具体组成部件细节结构示意图。

图3是本实用新型的试样夹持旋转机构结构示意图。

图4是本实用新型的抛光盘结构示意图。

图5是本实用新型的抛光剂盒结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种智能金相试验一体机，其特征在于：包括腐蚀模块101、清洗烘干模块102、磨抛模块103、电子金相显微镜模块 104、试样夹持模块105；所述腐蚀模块101包括腐蚀液收集装置1、液体管路2、腐蚀液盒3，所述腐蚀液盒3通过液体管路2与腐蚀液收集装置1连接；所述清洗烘干模块102包括依次相接的烘干机部分5、清洗液盒6、清洗装置7；所述磨抛模块103包括抛光盘8、冷却水管9、抛光剂盒11，所述冷却水管9、抛光剂盒11中的冷却水、抛光剂均供给到抛光盘8；所述试样夹持模块105为试样夹持旋转机构14。

如图3所示，所述试样夹持旋转机构14包括夹持底座141、旋转主轴142、上下移动轴杆143、第一伸缩轴杆144、第二伸缩轴杆145、四爪卡盘146，所述旋转主轴142垂直安装在水平的夹持底座141上，所述旋转主轴142侧面与水平方向且能上下移动的上下移动轴杆143 一端连接，所述上下移动轴杆143另一端水平连接能水平伸缩的第一伸缩轴杆144一端，所述第一伸缩轴杆144另一端垂直连接能上下移动的第二伸缩轴杆145一端，所述第二伸缩轴杆145另一端连接四爪卡盘 146，所述四爪卡盘146夹持金相试样品147。

本实施例中，所述电子金相显微镜模块104为电子金相显微镜13。

本实施例中，所述烘干机部分5中设置烘干试样架4。

本实施例中，所述腐蚀模块101、清洗烘干模块102、磨抛模块103、电子金相显微镜模块104、试样夹持模块105均设置在保护壳10内，所述保护壳10上设置透明观察窗口12。

本实施例中，所述抛光剂盒11为类注射器结构，盒体前端装有抛光剂111，后端为注射器112。如图5所示，抛光剂盒11采用透明质地盒体，并附有刻度尺，类似注射器样，后端注射端连接控制系统，当需要添加抛光剂时，控制端打开，将抛光剂随水流注入到抛光布表面，随着抛光盘转动，抛光试样。由于材料性质存在差异，抛光剂种类不统一，因此设置多个抛光剂存储盒，便于更换和清洗。

本实用新型的工作原理是：

通过电脑端输入各个模块工作过程中的各项参数，由控制系统实现精确控制，由试样夹持旋转机构14夹持试样，调节其上下移动轴杆将试样放置适合高度，调节伸缩轴杆确定径向位置，使用四爪卡盘牢固夹持待磨试样，放置于磨抛模块部分，试样由夹持机构提供一定压力，抛光盘8已设定转速高速旋转，同时冷却水、抛光剂由冷却水管9、抛光剂盒11供给，在各项规定参数要求下完成试样研磨抛光。

一般金相试样抛光采用多道砂纸逐次打磨，依次为200目、400目、 600目、800目、1000目、1200目、1400目、1600目、1800目等砂纸，从粗砂纸到细砂纸递增。砂纸打磨完成之后，再用粗抛光布抛光，最后采用细抛光布将金相试样抛至如镜面光亮为止。传统方法砂纸更换频繁，速率低，且耗时较长，划痕深浅不均。

本智能金相试验一体机集合砂纸多道打磨、粗抛与细抛为一体，如图4所示。节省砂纸用量，不用频繁更换砂纸，提高试样磨、抛质量。将多道砂纸、粗抛布、细抛布固定于一个抛光旋转盘，调节试样夹持旋转机构14位置，即可实现磨、抛工序。每到砂纸转盘之间设置格挡，防止上一道磨削影响下一道打磨效果。

研磨抛光结束，由试样夹持旋转机构14旋转一定角度，将已抛光试样调节适当高度，适当径向距离，放置于清洗液盒6中，由清洗装置 7选择清洗液种类，并定量定速供给清洗液，定时完成试样清洗，待试样清洗完成之后，由夹持装置去除试样，将试样夹持放入烘干机部分5，以控制系统设置的风速、温度、时间等参数进行烘干。

已烘干试样可直接进行金相观察，然而有些试样需经腐蚀液腐蚀之后才能在高倍显微镜下观察试样内部组织结构。由试样夹持旋转机构 14夹持试样，旋转一定角度，调节合适高度，合适径向距离，将试样放置于腐蚀液收集装置1中，由腐蚀液盒3定量供给腐蚀液经过液体管路2流入腐蚀液收集装置1，试样夹持装置按规定时间将试样浸入腐蚀液中，腐蚀完毕立刻夹持去除试样，再夹持试样放入烘干机部分5进行烘干。

烘干完毕试样，由试样夹持旋转机构14夹持试样，调节适合高度、径向距离，放置于电子金相显微镜13上，通过控制系统控制金相显微镜观察金相组织，按设定参数载物台左右移动距离、目镜放大倍数旋钮，物镜放大倍数旋钮、粗调焦旋钮，微调焦旋钮等，待电脑屏幕显示出清晰金相显微组织结构，点击拍照按钮，保存照片并输出打印。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能金相试验一体机，其特征在于：包括腐蚀模块(101)、清洗烘干模块(102)、磨抛模块(103)、电子金相显微镜模块(104)、试样夹持模块(105)；所述腐蚀模块(101)包括腐蚀液收集装置(1)、液体管路(2)、腐蚀液盒(3)，所述腐蚀液盒(3)通过液体管路(2)与腐蚀液收集装置(1)连接；所述清洗烘干模块(102)包括依次相接的烘干机部分(5)、清洗液盒(6)、清洗装置(7)；所述磨抛模块(103)包括抛光盘(8)、冷却水管(9)、抛光剂盒(11)，所述冷却水管(9)、抛光剂盒(11)中的冷却水、抛光剂均供给到抛光盘(8)；所述试样夹持模块(105)为试样夹持旋转机构(14)。

2.如权利要求1所述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述试样夹持旋转机构(14)包括夹持底座(141)、旋转主轴(142)、上下移动轴杆(143)、第一伸缩轴杆(144)、第二伸缩轴杆(145)、四爪卡盘(146)，所述旋转主轴(142)垂直安装在水平的夹持底座(141)上，所述旋转主轴(142)侧面与水平方向且能上下移动的上下移动轴杆(143)一端连接，所述上下移动轴杆(143)另一端水平连接能水平伸缩的第一伸缩轴杆(144)一端，所述第一伸缩轴杆(144)另一端垂直连接能上下移动的第二伸缩轴杆(145)一端，所述第二伸缩轴杆(145)另一端连接四爪卡盘(146)，所述四爪卡盘(146)夹持金相试样品(147)。

3.如权利要求1所述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述电子金相显微镜模块(104)为电子金相显微镜(13)。

4.如权利要求1所述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述烘干机部分(5)中设置烘干试样架(4)。

5.如权利要求1所述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述腐蚀模块(101)、清洗烘干模块(102)、磨抛模块(103)、电子金相显微镜模块(104)、试样夹持模块(105)均设置在保护壳(10)内，所述保护壳(10)上设置透明观察窗口(12)。

6.如权利要求1所述的一种智能金相试验一体机，其特征在于：所述抛光剂盒(11)为类注射器结构，盒体前端装有抛光剂(111)，后端为注射器(112)。