CN214066891U - 一种双金属板材结合强度的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种双金属板材结合强度的检测装置，其包括：中间滚珠模架、试样夹持组件、刀具，所述的中间滚珠模架包括水平设置的上模板与下模板，上模板与下模板之间通过活动连接件进行活动连接且上模板能够进行上下相对运动，所述的下模板的上端面设置有定位固定块且试样夹持组件安装于定位固定块上，试样夹持组件用于对试样进行夹持，所述的上模板的下端面设置有刀具固定块且刀具安装于刀具固定块上，刀具用于对试样进行剪切；以钢背和铜合金双金属材料为例进行阐述，本检测装置适用于检测钢背层厚度≥2mm，铜合金层厚度≥0.5mm的双金属结合强度，操作实施简单，减少了外在其他干扰因素的影响，试验结果重复性好，测得数据更加准确可靠。

Description

一种双金属板材结合强度的检测装置

技术领域

本实用新型涉及双金属板材性能测试领域，具体涉及一种双金属板材结合界面结合强度的检测装置。

背景技术

复合材料是由两层或者两层以上不同性质的金属复合而成的，由于它具备原来各单一材料所不具备的优良综合特性，在航空航天、石油化工、冶金、汽车、造船、电力、医药卫生、环境保护、核能以及家用电器等领域都具有广泛的应用前景。

衡量金属复合板质量优劣的指标很多，常见的指标有抗剪强度、粘结强度、结合度、屈服强度、抗拉强度等，其中，抗剪强度最能说明金属复合板界面结合强度的高低，因此使用频次最高，金属层状复合板抗剪强度的测试方法和剪切试验设备在GB/T6396-2008中有相关规定，GB/T6396-2008对剪切试验的规定中将金属复合板产品分为两大类：复合板总厚度小于等于10mm的和总厚度大于10mm的，当复合板总厚度比较薄(标准中规定小于等于10mm)时，其基体在压力作用下就会发生弯曲变形，影响测试精度，甚至完全测不出抗剪强度值，此时国标GB/T6396-2008规定采用拉剪的方式测试抗剪强度，但是该方法只适用于复层相对较厚的情况，当复层较薄时，其最薄弱的部位在拉剪过程中很容易发生弯曲和断裂，影响测试精度，甚至使测试失败，行业中还有其他的检测方法，均存在一些额外的影响因素，如

型检测试样，其中，竖长条代表其中一种金属基体，如钢背层，中部小凸起表示附着金属层(如铜合金层)，其周围的附着金属层被加工去除，这种检测试样加工复杂，还难以保证一定能将一种金属大部分面积都铣去，铣浅和铣深都会影响最终的测试结果，而且试样与工装间不可避免的会存在摩擦力的影响，因此，本实用新型提供了一种能够解决上述问题的双金属板材结合强度的检测装置。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种双金属板材结合界面结合强度的检测装置，其能够快速、准确地测量双金属板材的的结合强度，以钢背和铜合金双金属材料为例，本检测装置适用于检测钢背层厚度≥2mm，铜合金层厚度≥0.5mm的双金属板材的结合强度，操作简单，减少外在干扰因素的影响，测得数据更加准确。

为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案如下。

一种双金属板材结合强度的检测装置，其包括：中间滚珠模架、试样夹持组件、刀具，所述的中间滚珠模架包括水平设置的上模板与下模板，上模板与下模板之间通过活动连接件进行活动连接且上模板能够进行上下相对运动；

所述的下模板的上端面设置有定位固定块且试样夹持组件安装于定位固定块上，试样夹持组件用于对试样进行夹持；

所述的上模板的下端面设置有刀具固定块且刀具安装于刀具固定块上，刀具用于对试样进行剪切。

作为本实用新型的进一步改进，所述的活动连接件包括竖直固定设置于上模板与下模板之间的导向柱以及竖直固定设置于上模板上的导柱导套，上模板通过导柱导套活动套设于导向柱上；其意义在于，上模板在导柱导套的作用下可保持摩擦阻力小，运动精度高的上下相对运动；

所述的活动连接件设置有两组并分别位于上模板的两端。

作为本实用新型的进一步改进，所述的下模板上开设有若干第一螺纹孔，所述的定位固定块上开设有与第一螺纹孔对应匹配的若干第一沉头孔，定位固定块通过第一沉头孔与第一螺纹孔的配合以螺栓连接方式固定安装于下模板的上端面；

所述的定位固定块上开设有用于容纳试样夹持组件的定位通孔，且定位通孔的前端面与活动连接件位于同一水平直线上，所述的定位固定块的后端面开设有与定位通孔接通的第三螺纹孔；

所述的试样夹持组件通过第三螺纹孔与螺钉的配合以压紧方式固定安装于定位通孔内；其意义在于，用螺钉通过设置于定位固定块后端面的第三螺纹孔对试样夹持组件进行压紧，使试样夹持组件的前端面始终与定位固定块的定位通孔的前端面贴牢，不产生任何晃动，保证刀具下压时不产生偏载力，从而不影响试验结果。

作为本实用新型的进一步改进，所述的试样夹持组件包括上夹头、下夹头以及微调部件，所述的上夹头的上端面开设有若干个上通孔，上夹头的下端面设置有上半圆槽，且上半圆槽贯穿至上夹头的后端面；

所述的下夹头的上端面开设有与上通孔对应匹配的若干个第二螺纹孔，上夹头与下夹头之间通过上通孔与第二螺纹孔的配合以螺栓连接方式进行固定连接；

所述的下夹头的上端面设置有夹槽，下夹头的后端面与夹槽槽底交接处设置有下半圆槽，且当上夹头与下夹头固定连接时，上半圆槽与下半圆槽之间呈同轴布置；

所述的下夹头的后端面开有两个下螺纹孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述的微调部件包括助推片、保持架、千分尺，所述的保持架的正面呈品型结构，保持架上开设有三个连接通孔且三个连接通孔之间呈品型结构，位于下方的两个连接通孔与设置于下夹头后端面两个下螺纹孔一一对应匹配，且保持架通过两个下螺纹孔与连接通孔配合以螺栓安装方式固定安装于下夹头上，位于上方的连接通孔用于固定千分尺，且当保持架安装于下夹头上时，位于上方的连接通孔与上半圆槽之间呈同轴布置；

所述的助推片设置于夹槽内且助推片位于试样后方。

作为本实用新型的进一步改进，所述的上模板的上端面开设有若干个上螺纹孔，所述的刀具固定块上开设有与上螺纹孔对应匹配的若干个第二沉头孔，刀具固定块通过第二沉头孔与上螺纹孔的配合以螺栓连接方式固定安装于上模板的下端面；

所述的刀具固定块的端面中间位置处开设有与刀具相匹配的台阶状固定孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述千分尺伸缩精度为0.01mm；

所述试样置于下夹头的夹槽中，且试样的厚度高于夹槽的深度；其意义在于，方便上夹头与下夹头紧固时能将试样夹紧；

所述的助推片的长度根据试样的长度进行相应调整，助推片的厚度小于下夹头夹槽的深度；其意义在于，以便于助推片在夹槽中移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述的设置于上夹头上的上半圆槽直径大于千分尺的伸出杆直径，且上半圆槽的深度大于千分尺的伸出杆最大行程，所述的设置于下夹头上的下半圆槽直径大于千分尺的伸出杆直径，且下半圆槽的深度大于千分尺的伸出杆最大行程。

作为本实用新型的进一步改进，所述的刀具包括刀具上端与刀具长端，所述的刀具上端呈圆盘结构，所述的刀具长端呈圆杆结构，刀具上端与刀具长端之间呈同轴布置且刀具从两圆轴线方向对称削平并形成两平面。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

1、以钢背和铜合金双金属材料为例进行阐述，本实用新型适用于检测钢背层厚度≥2mm，铜合金层厚度≥0.5mm的双金属结合强度，操作实施简单，尽可能减少了外在其他干扰因素的影响，试验结果重复性好，测得数据更加准确可靠；

2、上下模板之间通过导向柱以及导柱导套配合进行活动连接，上模板在导柱导套的作用下可保持摩擦阻力小，运动精度高的上下相对运动；

3、用螺钉通过设置于定位固定块后端面的第三螺纹孔对试样夹持组件进行压紧，使试样夹持组件的前端面始终与定位固定块的定位通孔的前端面贴牢，不产生任何晃动，保证刀具下压时不产生偏载力，从而不影响试验结果；

4、试样的厚度高于夹槽的深度，方便上夹头与下夹头紧固时能将试样夹紧；助推片的厚度小于下夹头夹槽的深度，以便于助推片在夹槽中移动。

附图说明

图1为本实用新型中实施例中检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型中实施例中检测装置的剖面结构示意图；

图3为中间滚珠模架的结构示意图；

图4为试样夹持组件的结构示意图；

图5为试样夹持组件的剖面结构示意图；

图6为上夹头的结构示意图；

图7为下夹头的结构示意图；

图8为试样的示意图；

图9为助推片的示意图；

图10为千分尺支架的结构示意图；

图11为定位固定块的结构示意图；

图12为刀具固定块的结构示意图；

图13为刀具的结构示意图。

图中标号为：

1、中间滚珠模架；11、上模板；111、上螺纹孔；12、下模板；121、第一螺纹孔；13、导柱导套；

2、试样夹持组件；21、上夹头；211、上通孔；212、上半圆槽；22、下夹头；221、第二螺纹孔；222、夹槽；223、下半圆槽；23、千分尺；24、助推片；25、保持架；

3、定位固定块；31、第一沉头孔；32、定位通孔；321、前端面；33、第三螺纹孔；

4、刀具固定块；41、固定孔；42、第二沉头孔；

5、刀具；51、刀具长端；52、刀具上端；

6、试样；61、钢背层；62、铜合金层。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将结合具体的实施例对本实用新型进行更全面的描述。

如图1-13所示，一种双金属板材结合强度的检测装置，其包括：中间滚珠模架1、试样夹持组件2、刀具5，所述的中间滚珠模架1包括水平设置的上模板11以及位于上模板11正下方的下模板12，上模板11与下模板12之间设置有活动连接件且两者之间通过活动连接件进行活动连接，并且上模板11可沿竖直方向进行上下相对运动，所述的下模板12的上端面设置有定位固定块3且试样夹持组件2安装于定位固定块3上，试样夹持组件2用于对试样6进行夹持，所述的上模板11的下端面设置有刀具固定块4且刀具5安装于刀具固定块4上，刀具5用于对试样6进行剪切。

具体的，所述的活动连接件包括竖直固定设置于上模板11与下模板12之间的导向柱以及竖直固定设置于上模板11上的导柱导套13，上模板11通过导柱导套13活动套设于导向柱上，所述的活动连接件设置有两组并分别位于上模板11的两端；其意义在于，上模板11在导柱导套13的作用下可保持摩擦阻力小，运动精度高的上下相对运动。

如图3、11所示，所述的下模板12上开设有若干第一螺纹孔121，所述的定位固定块3上开设有与第一螺纹孔121对应匹配的若干第一沉头孔31，定位固定块3通过第一沉头孔31与第一螺纹孔121的配合以螺栓连接方式固定安装于下模板12的上端面。

所述的定位固定块3上开设有贯穿其厚度的定位通孔32，且定位通孔32的前端面321与两组活动连接件的的导向柱位于同一水平直线上，所述的定位固定块3的后端面开设有与定位通孔32接通的第三螺纹孔33。

所述的试样夹持组件2整体呈矩形结构，试样夹持组件2放置于定位通孔32内，且试样夹持组件2通过第三螺纹孔33与螺钉的配合以压紧方式固定安装于定位通孔32内；其意义在于，用螺钉通过设置于定位固定块3后端面的第三螺纹孔33对试样夹持组件2进行压紧，使试样夹持组件2的前端面始终与定位固定块3的定位通孔32的前端面321贴牢，不产生任何晃动，保证试样夹持组件2相对于刀具5的位置不变，保证刀具5下压时不产生偏载力，从而不影响试验结果。

如图4-10所示，所述的试样夹持组件2包括上夹头21、下夹头22以及微调部件，所述的上夹头21整体呈矩形结构，上夹头21的上端面开设有若干个上通孔211，上夹头21的下端面设置有上半圆槽212，且上半圆槽212贯穿至上夹头21的后端面。

所述的下夹头22整体呈矩形结构，下夹头22的上端面开设有与上通孔211对应匹配的若干个第二螺纹孔221，上夹头21与下夹头22之间通过上通孔211与第二螺纹孔221的配合以螺栓连接方式进行固定连接。

所述的下夹头22的上端面设置有夹槽222，下夹头22的后端面与夹槽222槽底交接处设置有下半圆槽223，且当上夹头21与下夹头22固定连接时，上半圆槽212与下半圆槽223之间呈同轴布置。

所述的下夹头22的后端面开有两个下螺纹孔。

所述的微调部件包括助推片24、保持架25、千分尺23，所述的保持架25的正面呈品型结构，侧面呈L型结构，保持架25上开设有三个连接通孔且三个连接通孔之间呈品型结构，位于下方的两个连接通孔与设置于下夹头22后端面两个下螺纹孔一一对应匹配，且保持架25通过两个下螺纹孔与连接通孔配合以螺栓安装方式固定安装于下夹头22上，位于上方的连接通孔用于固定千分尺23，且当保持架25安装于下夹头22上时，位于上方的连接通孔与上半圆槽212之间呈同轴布置。

所述的助推片24为矩形薄片结构，助推片24设置于夹槽222内且助推片24位于试样6后方；试样6为双金属结构，所有待测试样结合面的尺寸统一，即宽度与厚度一定，以试样6包括钢背层61和铜合金层62为例，将试样6置于下夹头22的夹槽222中，铜合金层62朝外，调整千分尺23，使千分尺23的伸出端推动助推片24向前移动，直至助推片24将试样6的铜合金层62表面与下夹头22的前端面平齐，并记录此时千分尺23的数值，再按铜合金层厚度B，将千分尺23旋出B长，此时铜合金层62与钢背层61的结合面正好与下夹头22的前端面平齐，拧紧螺栓使上夹头21与下夹头22紧固，夹紧试样6，注意保证上夹头21前端面与下夹头22前端面平齐，至此，试样6夹持完毕。

优选的，所述千分尺23伸缩精度为0.01mm。

优选的，所述试样6置于下夹头22的夹槽222中，且试样6的厚度高于夹槽222的深度，其意义在于，方便上夹头21与下夹头22紧固时能将试样6夹紧。

优选的，所述的助推片24的长度根据试样6的长度进行相应调整，助推片24的厚度小于下夹头夹槽222的深度，以便于助推片24在夹槽222中移动。

优选的，所述的设置于上夹头21上的上半圆槽212直径大于千分尺25的伸出杆直径，且上半圆槽212的深度大于千分尺25的伸出杆最大行程，所述的设置于下夹头22上的下半圆槽223直径大于千分尺25的伸出杆直径，且下半圆槽223的深度大于千分尺25的伸出杆最大行程。

如图12-13所示，所述的上模板11的上端面开设有若干个上螺纹孔111，所述的刀具固定块4呈圆盘形结构，刀具固定块4上开设有与上螺纹孔111对应匹配的若干个第二沉头孔42，刀具固定块4通过第二沉头孔42与上螺纹孔111的配合以螺栓连接方式固定安装于上模板11的下端面。

所述的刀具固定块4的端面中间位置处开设有与刀具5相匹配的台阶段固定孔41。

所述的刀具5整体呈T型结构，刀具5包括呈圆盘结构的刀具上端52以及呈圆杆结构的刀具长端51，刀具上端52与刀具长端51之间呈同轴布置且刀具5从两圆轴线方向对称削平并形成两平面。

本检测装置的检测过程，具体为：首先，测出待测样品的铜合金层厚度，计为B，并将待测样品制成标准试样大小的试样6；

接着，将试样6置于下夹头22的夹槽222中，铜合金层62朝外，调整千分尺23，使千分尺23的伸出端推动助推片24向前移动，直至助推片24将试样6的铜合金层62表面与下夹头22的前端面平齐，并记录此时千分尺23的数值，再按铜合金层厚度B，将千分尺23旋出B长，此时铜合金层62与钢背层61的结合面正好与下夹头22的前端面平齐，拧紧螺栓使上夹头21与下夹头22紧固，夹紧试样6；

接着，将中间滚珠模架1的上模板11固定安装于精密压力试验机的下压端，下模板12置于精密压力试验机的工作平台上，将装好试样6的试样夹紧组件2放入定位固定块3的定位通孔32中，拧紧定位固定块3后端面的螺钉，使试样夹持组件2的前端面始终与定位固定块3的定位通孔32的前端面321贴牢；

接着，调整刀具5的平面与上下夹头的前端面平行，并保持微小间隙，拧紧刀具固定块4，使刀具5被夹紧，启动精密压力试验机，使刀具5下压，剪切试样6，读取试样6被剪切断时的最大压力F，根据结合强度计算公式：P＝F/(L*H)，求出双金属板材的结合强度P，公式中的L表示标准试样的宽度，H表示标准试样的厚度；

重新进行2-3组试样，求其平均值，该平均值即为双金属板材的结合强度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，其包括：中间滚珠模架、试样夹持组件、刀具，所述的中间滚珠模架包括水平设置的上模板与下模板，上模板与下模板之间通过活动连接件进行活动连接且上模板能够沿着活动连接件进行上下相对运动；

所述的下模板的上端面设置有用于安装试样夹持组件的定位固定块，试样夹持组件用于对试样进行夹持；

所述的上模板的下端面设置有用于安装刀具的刀具固定块，刀具用于对试样进行剪切。

2.根据权利要求1所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的活动连接件包括垂直固定设置于上模板与下模板之间的导向柱以及垂直固定设置于上模板上的导柱导套，所述的上模板通过所述导柱导套活动套设于导向柱上。

3.根据权利要求1所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的下模板上开设有第一螺纹孔，所述的定位固定块上开设有与第一螺纹孔对应匹配的第一沉头孔，定位固定块通过第一沉头孔与第一螺纹孔的配合以螺栓连接方式固定安装于下模板的上端面；

所述的定位固定块上开设有用于容纳试样夹持组件的定位通孔，且定位通孔的一孔壁与活动连接件位于同一水平直线上；

所述的定位固定块的侧壁开设有与定位通孔接通的第三螺纹孔，所述的试样夹持组件通过第三螺纹孔与螺钉的配合以压紧方式固定安装于定位通孔内。

4.根据权利要求3所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的试样夹持组件包括上夹头、下夹头以及微调部件，所述的上夹头的中部垂直开设有上通孔，上夹头的下端面开设有上半圆槽，且上半圆槽的一端贯穿至上夹头的侧壁；

所述的下夹头的上端面开设有与上通孔对应匹配的第二螺纹孔，上夹头与下夹头之间通过上通孔与第二螺纹孔的配合以螺栓连接方式进行固定连接；

所述的下夹头的上端面开设有夹槽，所述夹槽的槽底一端开设有下半圆槽，且当上夹头与下夹头固定连接时，上半圆槽与下半圆槽之间呈同轴布置；

所述的下夹头的侧壁上开设有两个下螺纹孔。

5.根据权利要求4所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的微调部件包括助推片、保持架、千分尺，所述的保持架的正面呈品型结构，保持架上开设有三个连接通孔且三个连接通孔之间呈品型结构，位于下方的两个连接通孔与设置于下夹头上的两个下螺纹孔一一对应匹配，且保持架通过两个下螺纹孔与连接通孔配合以螺栓安装方式固定安装于下夹头上，位于上方的连接通孔用于固定千分尺，且当保持架安装于下夹头上时，位于上方的连接通孔与上半圆槽之间呈同轴布置；

所述的助推片内置于所述的夹槽内。

6.根据权利要求5所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的上模板的上端面开设有上螺纹孔，所述的刀具固定块上开设有与上螺纹孔对应匹配的第二沉头孔，刀具固定块通过第二沉头孔与上螺纹孔的配合以螺栓连接方式固定安装于上模板的下端面；

所述的刀具固定块的端面中间位置处开设有与刀具相匹配的台阶状固定孔。

7.根据权利要求5所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述千分尺伸缩精度为0.01mm；

所述试样置于下夹头的夹槽中，且试样的厚度高于夹槽的深度；

所述的助推片的长度根据试样的长度进行相应调整，助推片的厚度小于下夹头夹槽的深度。

8.根据权利要求5所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的设置于上夹头上的上半圆槽直径大于千分尺的伸出杆直径，且上半圆槽的深度大于千分尺的伸出杆最大行程，所述的设置于下夹头上的下半圆槽直径大于千分尺的伸出杆直径，且下半圆槽的深度大于千分尺的伸出杆最大行程。

9.根据权利要求6所述的一种双金属板材结合强度的检测装置，其特征在于，所述的刀具包括刀具上端与刀具长端，所述的刀具上端呈圆盘结构，所述的刀具长端呈圆杆结构，刀具上端与刀具长端之间呈同轴布置且刀具从两圆轴线方向对称削平并形成两平面。

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