CN212206953U - 一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及材料科学技术领域，提供了一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置。包括：台虎钳、制样模具组件和力矩扳手；所述台虎钳具有前夹钳和后夹钳，所述力矩扳手安装于所述台虎钳的一侧，用于调节所述前夹钳与后夹钳之间的距离和挤压力的大小；所述制样模具组件具有封堵板、套筒模具、压板和垫块，用于压紧装填的颗粒状物料并使之成型。本实用新型的有益效果在于：利用台虎钳、力矩扳手和制件模具组件可方便地将颗粒状物料压紧成型，并经进一步的干燥定型方式为其莫氏硬度的检测提供所需的划痕表面。

Description

一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置

技术领域

本实用新型涉及材料科学技术领域，更具体地说，是涉及一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置。

背景技术

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。硬度不是一个简单的物理概念，而是衡量固体材料软硬程度的一项重要的性能指标。它综合了材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的指标，既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。

硬度试验根据固体材料的特性及其用途的不同，测试方法的不同，硬度标准亦有所不同。常用的有静压法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等)、回跳法(如邵氏硬度、肖氏硬度)、划痕法(如莫氏硬度)及显微硬度、高温硬度等多种检测方法。由于各种硬度标准的力学含义不同，应用领域不同，检测方法各异，相互之间不一定能够直接换算，有的可通过试验加以对比，有的则无法对比。

采用颗粒状固体磨料以机械喷射方式作业的工业清洗过程，隶属于物理清洗的范畴。众所周知，磨料的粒径越大、硬度越高，机械摩擦力就越大，清洗效果就越好，但同时也会带来基材损伤的潜在风险。所以，磨料的粒径和硬度指标是工业清洗行业采用机械喷射方式作业中选择磨料品种确定清洗参数的重要依据。对于硬度而言，行业中通常以莫氏硬度作为磨料的判定和选择依据，其莫氏硬度值越高，表明磨料的硬度越高，如常用的磨料——石膏为2级，氟石为4级，玻璃珠或不锈钢珠为5.5级，石英砂为7级。

小苏打晶体作为一种新的安全环保高效节能型机械喷射磨料，已逐渐进入我国的工业清洗领域。小苏打晶体磨料的粒度及其莫氏硬度指标即是清洗过程中最佳操作参数选择的重要依据。由于小苏打晶体磨料的粒径仅为100～600μm，这么小的颗粒显然无法采用常规的划痕法测得所必需的的莫氏硬度值。而采用加热熔融再造表面从而进行划痕检测或通过物质类比进行推算也不适用。这是因为，其一，小苏打为热敏性物料，在超过40℃的条件下即开始发生分解反应而变为纯碱，在加热熔融过程尚未完成之前小苏打这种物质就已不复存在了。其二，小苏打本身属于粉状或颗粒状结晶体，无法找到与之对应的固体硬度值作为依据进行推算。所以，迄今为止在中国国内尚未找到能够方便检测这种与小苏打颗粒状晶体类似物质的莫氏硬度的检测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于细小颗粒状物料的莫氏硬度检测所需的划痕表面再造装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：建立一套细小颗粒状物料的表面再造装置，以为莫氏硬度的检测提供所需的划痕表面，包括：台虎钳、制样模具组件和力矩扳手；所述台虎钳具有前夹钳和后夹钳，所述力矩扳手安装于所述台虎钳后夹钳的一侧，用于调整所述前夹钳与后夹钳的距离并控制挤压力的大小；所述制样模具组件为具有封堵板、套筒模具、压板和垫块的不锈钢组合件，其中，所述套筒模具置于所述封堵板的一侧，所述压板置于所述套筒模具内部压紧所述套筒模具中的颗粒状物料，所述垫块置于所述压板与后夹钳之间以传递压紧力。

可选实施例中，所述制样模具组件为不锈钢材质的组合件，所述封堵板的直径大于所述套筒模具的外径，所述压板的直径小于所述套筒模具的内径。

可选实施例中，所述力矩扳手的压紧力矩控制在50～70N.m。

可选实施例中，所述套筒模具内盛有被颗粒状物料饱和溶液完全湿润的颗粒状物料碳酸氢钠结晶。

可选实施例中，所述检测装置还包括配套使用的干燥箱和多根标号不同的莫氏硬度测试笔。

可选实施例中，所述干燥箱内的温度应与物料特性所匹配，对于碳酸氢钠而言，不高于60℃。

可选实施例中，所述封堵板、套筒模具、压板和垫块的外形均为圆形。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，可以简单方便的操作即可为细小颗粒状物料实施表面再造功能，从而为莫氏硬度的检测创建所需的划痕表面，使那些不便或不能直接通过划痕操作的细小物料的莫氏硬度检测成为可能。

(2)本实用新型中的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，通过台虎钳和力矩扳手即可将制样模具组件中的颗粒状物料方便地压紧定型，且压紧力可根据物料的不同随意调控。

(3)本实用新型中的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置中的制样模具组件，由合理匹配的封堵板、套筒模具、压板和垫块组成，既可简单快速组装，方便颗粒状物料的加入及压紧成型，同时也利于多余液体的顺畅排出。

(4)本实用新型中的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，制样模具组件采用圆形或圆角多边形结构以及不锈钢材质的组合模式，易于实现简捷快速地拆分，利于成型样件的完整脱模，使样件制成率大为提高。

(5)本实用新型由细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置制备的样件，整体均衡表面平整，完全能够满足莫氏硬度划痕检测的需要，为检测准确率的提高创造了良好的基础条件。

(6)本实用新型的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，设备选型灵活实用，配件小巧匹配合理，操作简单方便快捷，制件可靠成本低廉，为多种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测提供了又一可行途径。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型一实施例提供的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置中制样模具组件的结构示意图。

其中，图中附图标记为：1台虎钳，2制样模具组件，2.1封堵板，2.2套筒模具，2.3压板，2.4垫块，3颗粒状物料，4力矩扳手，5前夹钳，6后夹钳。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅附图1、2，本实施例的目的在于提供了一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，包括：台虎钳1、制样模具组件2和力矩扳手4；台虎钳1具有前夹钳5和后夹钳6，力矩扳手4安装于台虎钳1后夹钳6的一侧，用于调整前夹钳5与后夹钳6的距离和挤压力的大小。台虎钳1为现有技术中的虎钳，前夹钳5和后夹钳6的位置均可调节或前夹钳5固定、后夹钳6可调节，优选实施例中，前夹钳5固定、后夹钳6可调节。力矩扳手4安装于台虎钳1后夹钳6的一侧，力矩扳手4的压紧力矩控制在50～70N.m，可准确迅速地调整需要的压紧力。

具体地，制样模具组件2具有封堵板2.1、套筒模具2.2、压板2.3和垫块2.4，优选地，制样模具组件2为不锈钢材质，所述封堵板2.1的直径大于所述套筒模具2.2的外径，所述压板2.3的直径小于所述套筒模具2.2的内径，以方便挤压力的传递并使多余的液体排出；其中，套筒模具2.2置于封堵板2.1的一侧，压板2.3置于套筒模具2.2内部以压紧套筒模具2.2中的颗粒状物料3，垫块2.4置于所述压板2.3与后夹钳6之间以传递压紧力。

本实施例中，所述套筒模具2.2内盛有被颗粒状物料3饱和溶液完全湿润的颗粒状物料3。

需要指出的是，检测装置还包括配套使用的干燥箱和多根标号不同的莫氏硬度测试笔，干燥箱内的温度不高于60℃。

本实施例中，一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置的使用方法为：选取颗粒状物料3为小苏打(碳酸氢钠)颗粒状晶体，小苏打晶体的粒度可以为30目、50目、80目及更小或更大。

(1)固体样件制作：

1)事先预制不锈钢组合式制样模具组件2一套，备好台虎钳1和力矩扳手4；

2)称取一定量待测小苏打晶体，倒入一端由封堵板2.1封闭的套筒模具2.2后注入其饱和溶液至完全湿润；

3)在套筒模具2.2另一端嵌入直径小于套筒模具2.2内径的压板2.3和垫块2.4，并放到台虎钳1上的前夹钳5和后夹钳6之间；

4)利用力矩扳手4将台虎钳1上的前夹钳5和后夹钳6缓慢收紧，使垫块2.4挤压压板2.3，并控制力矩扳手4的扭力适宜；

5)挤压过程中小苏打晶体由松散到定型，同时排出多余液体；

6)放置半小时打开台虎钳1，将制样模具组件2整体取下，拆开封堵板2.1，取下压板2.3和垫块2.4，小心取出成型湿样件；

7)将湿样件放入干燥箱干燥，因小苏打是热敏性物料，需要控制箱内温度不高于设定温度60℃；

8)待样件干透，放凉备用；

9)根据检测需要，通常每种小苏打晶体至少制作1组3个样件。

(2)划痕检测：

1)将预制备好、同一粒径样件一组3个取出，表面打磨光滑，涂抹标志色；

2)用莫氏硬度测试笔按标号由小到大，在直尺导引下依次在样件表面划痕，直至找到适宜笔号。

(3)硬度值判定：

1)仔细观察划痕的深浅及连续/间断状况，以3个样件的划痕结果相同一致为基准；

2)选择与硬度笔标号对应的莫氏硬度标准值相对照，从而得到所需的莫氏硬度检测值。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的思路和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，包括：台虎钳(1)、制样模具组件(2)和力矩扳手(4)；所述台虎钳(1)具有前夹钳(5)和后夹钳(6)，所述力矩扳手(4)安装于所述台虎钳(1)上的后夹钳(6)一侧，用于调节所述前夹钳(5)和后夹钳(6)之间的距离及挤压力的大小；

其特征在于，所述制样模具组件(2)具有封堵板(2.1)、套筒模具(2.2)、压板(2.3)和垫块(2.4)，其中，所述套筒模具(2.2)置于所述封堵板(2.1)的一侧，所述压板(2.3)置于所述套筒模具(2.2)内部用于压紧所述套筒模具(2.2)中的颗粒状物料(3)，所述垫块(2.4)置于所述压板(2.3)与后夹钳(6)之间以传递压紧力。

2.如权利要求1所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述制样模具组件(2)为不锈钢材质，所述封堵板(2.1)的直径大于所述套筒模具(2.2)的外径，所述压板(2.3)的直径小于所述套筒模具(2.2)的内径。

3.如权利要求1所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述力矩扳手(4)的压紧力矩控制在50～70N.m。

4.如权利要求1所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述套筒模具(2.2)内盛有被颗粒状物料(3)饱和溶液完全湿润的颗粒状物料(3)。

5.如权利要求1所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括配套使用的干燥箱和多根标号不同的莫氏硬度测试笔。

6.如权利要求5所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述干燥箱内的温度应与物料特性所匹配，对于碳酸氢钠而言，不高于60℃。

7.如权利要求1所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述封堵板(2.1)、套筒模具(2.2)、压板(2.3)和垫块(2.4)的外形均为圆形或圆角多边形。

8.如权利要求1所述的细小颗粒状物料的莫氏硬度检测装置，其特征在于，所述制样模具组件(2)的结构形式为包括封堵板(2.1)、套筒模具(2.2)、压板(2.3)和垫块(2.4)多个零部件的组合式装配体，相互间既不用焊接也不需要连接螺栓。

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