CN218067512U - 一种硬质合金刀具材料性能检测装置 - Google Patents

Abstract

一种硬质合金刀具材料性能检测装置，属于硬度检测技术领域，其包括硬度计，硬度计上安装有测试台，测试台上设有测试座，硬度计的一侧设有交流加热电源；硬度计包括底座，底座的一端设有上延臂，上延臂的上端设有硬度计机头，硬度计机头的下壁倾斜设有喷头，硬度计机头向下延伸地设有测试头；测试台包括安装于底座的上延柱，上延柱的上端设有放置盘；测试座呈圆柱状结构，测试座位于喷头及测试头的正下方；交流加热电源的上端连接有加热线圈，加热线圈套设于测试座外。本实用新型可以快速实现刀具材料高低温交替变换，并通过模拟刀具材料使用环境，并在高温下检测材料硬度和断裂韧性。

Description

一种硬质合金刀具材料性能检测装置

技术领域

本实用新型涉及硬度检测技术领域，尤其涉及一种硬质合金刀具材料性能检测装置。

背景技术

硬度和断裂韧性是刀具材料的重要力学性能，其变化会直接影响刀具在切削加工中的使用寿命。硬度越高、韧性越高的材料使用寿命越高。传统检测方法是在常温下检测以上指标，但刀具材料在使用过程中温度高达400℃~800℃以上，还有冷却液对刀具进行降温，刀具表面迅速产生氧化。加工过程中刀具承受高低温交替变化，材料发生氧化、疲劳和蠕变导致硬度、断裂韧性发生变化。测试刀具材料在使用环境下的高温性能具有重要意义。然而，目前对于刀具高温使用性能是通过直接做成刀具后进行切削加工，再取下刀具观察刃口磨损和崩刃情况，对刀具高温使用性能定性分析，不能直接模拟使用环境，并做出快速的定量检测。

同时，中国专利CN201965064U及CN201620662841.3公开的高温硬度计，其技术方案是设计密封箱使用真空泵产生真空环境，或使用手套箱充入氩气，在真空或惰性气体保护下，使用硅钼棒或高温陶瓷棒对试样进行加热，并使用硬度计实现硬度检测。从其公开的报道中得知，两者需要在密封或者真空环境中进行测试，因此不能模拟切削液对刀具喷淋冷却的真实环境。而使用硅钼棒或高温陶瓷棒升温速度过快会导致加热棒龟裂，因此加热速度缓慢，刀具模拟使用温度800℃以上，加热时间超过60分钟，不能模拟快速的升温和降温过程，更重要的是，硅钼棒或高温陶瓷棒加热过程中会产生大量向外的热传导和热辐射，必须外接循环水的冷却外壳保护，同时大量的热辐射和热传导导致硬度计压头热胀冷缩，很大程度上干扰检测精度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种硬质合金刀具材料性能检测装置，以解决上述现有技术的不足，以实现试样高低温快速交替变化，冷却液喷淋降温，定量检测刀具材料在高温模拟使用环境下的硬度，并直观地了解刀具的断裂韧性，具有较强的实用性。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下技术：

一种硬质合金刀具材料性能检测装置，包括硬度计，硬度计上安装有测试台，测试台上设有测试座，硬度计的一侧设有交流加热电源；

硬度计包括底座，底座的一端设有上延臂，上延臂的上端设有硬度计机头，硬度计机头的下壁倾斜设有喷头，硬度计机头向下延伸地设有测试头；

测试台包括安装于底座的上延柱，上延柱的上端设有放置盘；

测试座呈圆柱状结构，测试座位于喷头及测试头的正下方；

交流加热电源的上端连接有加热线圈，加热线圈套设于测试座外。

进一步地，测试座的上端开口成形有放置圆槽，测试工件放置于放置圆槽内。

进一步地，测试座贯穿于其径向的设有穿眼。

进一步地，测试座由氧化锆陶瓷制成。

进一步地，放置圆槽槽底的平行度≤0.01mm。

进一步地，交流加热电源的上端还设有光电温度计，光电温度计上的探头位于测试座的正上方。

进一步地，喷头内通过喷淋切削液对测试工件进行降温。

进一步地，硬度计为洛氏硬度计或维氏硬度计。

进一步地，加热线圈呈螺旋状结构，且由铜合金制成，并呈管状结构。

上述技术方案的优点在于：

1、与现有技术相比，本实用新型利用的是高频感应加热原理，利用交流电流流向被卷曲成环状的铜管即加热线圈，在通电加热的过程中将产生磁束，而放置在其中的刀具材料，磁束贯通金属体产生涡电流，因而金属体内的电阻产生焦耳热，使温度上升，实现感应加热，感应加热可以实现刀具材料的快速升温。

2、本实用新型通过设置的喷头，可以在高温下喷出冷却液。结合高频感应加热，实现模拟刀具高低温迅速交替变化的使用环境。

3、与现有技术相比，本实用新型采用了由氧化锆陶瓷制备而成的测试座，而氧化锆陶瓷具有硬度高及抗氧化性好的特点，因此，能够避免导电加热时本身发热，而其上的温度是由于刀具材料热传递，并且借助硬度高的特点，方便进行刀具材料的硬度检测，并为硬度检测提供坚实的底衬，同时为了能够使切削液方便对工具材料进行冷却，因此设置了放置圆槽，同时为了便于将喷淋在刀具材料上的切削液排出，因此设置了穿眼。并且为了确保硬度检测时的准确性和精度，因此需要确保放置圆槽槽底的平行度≤0.01mm。

4、本实用新型通过设置光电温度计，以实时检测测试样品表面温度，并将温度反馈给感应电流控制器，实现对升降温度自动化控制。

5、本实用新型可以快速实现刀具材料高低温交替变换，并通过模拟刀具材料使用环境，并在高温下检测材料硬度和断裂韧性。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

图1示出了硬质合金刀具材料高温性能检测装置的立体结构图。

图2示出了测试座的立体结构图。

附图标记说明：

硬度计-1，测试台-2，测试座-3，交流加热电源-4，底座-10，上延臂-11，硬度计机头-12，喷头-13，测试头-14，上延柱-20，放置盘-21，放置圆槽-32，穿眼-31，加热线圈-41，光电温度计-42。

具体实施方式

如图1所示，一种硬质合金刀具材料性能检测装置，包括硬度计1，硬度计1上安装有测试台2，测试台2上设有测试座3，硬度计1的一侧设有交流加热电源4。

如图1所示，根据具体的使用要求，硬度计1可为洛氏硬度计或者维氏硬度计。硬度计1包括底座10，底座10的一端设有上延臂11，上延臂11的上端设有硬度计机头12，硬度计机头12的下壁倾斜设有喷头13，喷头13内通过喷淋切削液对测试工件进行降温。其中，为了准确地对检测环境的模拟，因此设置冷却液采用切削液，硬度计机头12向下延伸地设有测试头14，测试头14采用金刚石制成。

如图1所示，测试台2包括安装于底座10的上延柱20，上延柱20的上端设有放置盘21，放置盘21上端开口成形有镶套槽。镶套槽能对放置在其中的测试座3起着限位的作用，避免在喷淋切削液时测试座3的位置发生位移，从而对刀具材料的硬度测试准确度造成影响。

如图2所示，测试座3呈圆柱状结构，测试座3位于喷头13及测试头14的正下方。测试座3的上端开口成形有放置圆槽32，测试工件放置于放置圆槽32内，放置圆槽32当在切削液喷淋时，能够避免切削液外溅，而对环境造成影响。测试座3贯穿于其径向的设有穿眼31。穿眼的设置方便将放置圆槽32内的切削液排出，从而避免对后续的加热操作造成影响。测试座3由氧化锆陶瓷制成。放置圆槽32槽底的平行度≤0.01mm，通过设置严格的平行度以确保硬度检测时的精度。

如图1所示，交流加热电源4的上端连接有加热线圈41，加热线圈41套设于测试座3外。交流加热电源4的上端还设有光电温度计42，光电温度计42上的探头位于测试座3的正上方。加热线圈41呈螺旋状结构，且由铜合金制成，并且铜管内通入有循环冷却水，当在进行加热时，方便对加热线圈41进行降温。

在具体的操作中，操作人员将测试工件即刀具材料放置在放置圆槽32内，而后将测试座3放置在镶套槽中，并在放置时，需要确保测试座3穿于加热线圈41内，而后启动交流加热电源4，并通过交流加热电源4向加热线圈41通电，当加热线圈41通电时，测试工件在加热线圈41所产生涡电流的影响下，使得测试工件发热，而当光电温度计42检测到测试工件达到预定温度后，交流加热电源4停止供电，并且切削液通过喷头13喷至测试工件上，从而使得测试工件进行降温，如此往复直至完成检测为止。而在检测时，测试头14根据实际需要对升温过程中、降温过程中及温度转变点等不同的温度点，对测试工件的硬度进行测试。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，包括硬度计（1），硬度计（1）上安装有测试台（2），测试台（2）上设有测试座（3），硬度计（1）的一侧设有交流加热电源（4）；

硬度计（1）包括底座（10），底座（10）的一端设有上延臂（11），上延臂（11）的上端设有硬度计机头（12），硬度计机头（12）的下壁倾斜设有喷头（13），硬度计机头（12）向下延伸地设有测试头（14）；

测试台（2）包括安装于底座（10）的上延柱（20），上延柱（20）的上端设有放置盘（21）；

测试座（3）呈圆柱状结构，测试座（3）位于喷头（13）及测试头（14）的正下方；

交流加热电源（4）的上端连接有加热线圈（41），加热线圈（41）套设于测试座（3）外。

2.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，测试座（3）的上端开口成形有放置圆槽（32），测试工件放置于放置圆槽（32）内。

3.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，测试座（3）贯穿于其径向的设有穿眼（31）。

4.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，测试座（3）由氧化锆陶瓷制成。

5.根据权利要求2所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，放置圆槽（32）槽底的平行度≤0.01mm。

6.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，交流加热电源（4）的上端还设有光电温度计（42），光电温度计（42）上的探头位于测试座（3）的正上方。

7.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，喷头（13）内通过喷淋切削液对测试工件进行降温。

8.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，硬度计（1）为洛氏硬度计或维氏硬度计。

9.根据权利要求1所述的硬质合金刀具材料性能检测装置，其特征在于，加热线圈（41）呈螺旋状结构，且由铜合金制成。

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