ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ Советский патент 1970 года по МПК G01N3/44 

Известны при:боры для определения микротвердости по глубине вдавливания индентора, содержащие корпус, столик для установки исследуемого образца, индентор, Механизм нагружения, микроскоп для выбора места вдавливания индентора, датчик нагрузки и аппаратуру для регистрации нагрузки и глубины вдавливания индентора.

Однако такие конструкции не определяют истинной глубины вдавливания индентора; не обеспечивают точной {фиксации момента контакта индентора с испытуемой поверхностью при минимальной предварительной нагрузке; не позволяют с достаточной точностью прилагать и регистрировать рабочие нагрузки, а следовательно, не могут обеспечить и высокую точность эксперимента при испытаниях на микротвердость.

Предлагаемый прибор отличается от известных тем, что он снабжен датчиком перемещения образца под действием прилагаемой к индентору нагрузки, включенным по дифференциальной схеме с датчиком перемещения индентора. Корпус датчика перемещения индентора закреплен на тубусе микроскопа, щуп этого датчика связан с индентором, а механизм нагружения вьгполнен в виде рычажной системы с грузом, -снабженной кареткой, несущей груз, и приводом перемещения каретки с грузом вдоль рычага.

Такое выполнение прибора позволяет повысить точность эксперимента.

В предлагаемом приборе привод перемещения карегки с грузом содержит электродвигатель, фрикционную передачу с регулируемым передаточным отношением и винтовую пару с поступательно перемещающейся гайкой, несущей каретку. Датчик нагрузки выполне; в виде реохорда, токосъемник которого установле-н на гайке. Для регистрации нагрузки и глубины вдавливания индентора применен трехканальный автоматический электронный регистратор с переменными шкалами регистрации. Корпус датчика перемещения образца

шарнирно связан с кронштейном, закрепленным на корпусе прибора, а на столике для установки исследуемого образца размешена плита, в которой выполнен вырез для подвода щупа датчика к нижней новерхпостн исследуемого образца.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого прибора.

Прибор содержит датчик / перемещения индентора 2 и датчик 3 перемещения образца 4, включенные по дифференциальной схеме. В качестве датчиков, перемещений может быть применен механотрон. Датчик перемещения индентора укреплен на тубусе микроскопа 5, а щуп его закреплен на ннденторе. Корпус датс -кронштейном 6, закрепленным на корпусе 7 прибора, а для его подвода к нижней Поверхности образца служат микрометрическая головка 8, эксцентричный кулачок 9, прижимные пружины 10, 11 и щуп 12. На столике 13 размещена плита 14, в которой выполнен вырез 15. Механизм на.гружения предлагаемого прибора включает рычат 16, противовес 17, шарнирное соединение 18, с помощью которого рычаг 16 соединен с подвижным тубусом микроскопа, каретку 19, рабочий груз 20. Для перемещения рабочего грзза 20 по рычагу 16 служит электропривод, состоящий из электродвигателя 21, ПОДВИЖНОГО ролика 22 для передачи вращения на диск 23, на которОМ установлен регулирующий винт 24. Вращение диска 23 передается винту 25 и по нему пеперемещается поводковая гайка 26, нижняя часть которой передвигает рабочий груз 20 но рычагу 16, а верхняя связана с реохордом 27.

Прибор работает следующим образом.

Включается электрическая схема питания датчиков и регистрирующей аппаратуры. Образец исследуемого материала закрепляется на металлической подставке и устанавливается на металлической плите. Производится настройка микроскопа и выбор микроучастка для исследования. Затем столик поворачивается и фиксируется в рабочем положении. Подводится щгок со щупом 12 датчика 5 до надежного коитакта с нижней поверхностью образца. Надежный и точный конта кт достигается микрометрической головкой 8 и эксцентричным кулачком 9. Вырез в металлической плите 14 позволяет производить поворот столика (при выборе микроучастка для исследования и для установки в рабочее положение- под пирамиду) вместе со штоком и щупом датчика 3 без вывода их из рабочего положения. Датчик 1 подается вниз до первоначального контакта алмазной пирамиды с верхней поверхностью образца, чго регистрируется по незначительному всплеску на кривой предварительного нагружения. Затем -с помощью винта микрометрической подачи 28 на строго определенную величину осуществляется предварительная нагрузка на индентор.

Предварительная нагрузка регистрируется на диаграмме трехканального регистратора. Затем производится установка «О линейных перемещений, «О рабочих нагрузок и «О времени эксперимента. Устанавливается определенная скорость нагрул ения, включается двигатель 21, и производится нагружение щарнирно-рычажным механизмом по заданной программе. Приложение рабочих нагрузок производится сразу же после приложения предварительных натрузок и на том же самом выбранном в начале эксперимента микроучастке.

После окончания рабочего цикла нагружения и выдержки при заданной нагрузке включается реверс нагрузки и осуществляется уменьшение нагрузки также по заданной программе. Одновременно производится измерение глубины внедрения алмазной пирамиды в исследуемый материал.

Весь цикл иагружения, выдерЖКи и разгружения и весь процесс внедрения пирамиды при этом фиксируется на одной диаграмме трехканального регистратора в координатах: измеряемый параметр - время эксперимента или двухкоординатного самописца в координатах нагрузка - внедрение индентора. После .полного съема нагрузки производится расфиксирование штока датчика 3, и столик с образцом поворачиваются под объектив. С диаграммы снимается глубина, ло которой рассчитывается микротвердость.

Предмет изобретения

1.Прибор для определения микротвердости по глубине вдавливания индентора, содерл ащий корпус, столик для установки исследуемого образца, индентор, механизм нагружения, микроскоп для выбора места вдавливания пндентора, датчик перемещения индентора, датчик нагрузки и аппаратуру для регистрации нагрузки и глубины вдавливания индентора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности эксперимента, он снабжен датчиком перемещения образца тод действием прилагаемой к индентору нагрузки, включен.ным по дифференциальной схеме с датчико.м перемещения индентора, корпус датчика перемещения индентора закреплен на тубусе микроскопа, щуп этого датчика связан с индентором, а механизм натружения выполнен в виде рычажной системы с грузом, снабженной кареткой, несущей груз, и приводом перемещения каретки с грузом вдоль рычага.

2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что привод перемещения каретки с грузом содержит электродвигатель, |фрикционную передачу с регулируемым передаточным отношением и винтовую пару с поступательно перемещающейся гайкой, несущей каретку.

3.Прибор 1ПО ЦП. 1 и 2, отличающийся тем, что датчик нагрузки выполнен в виде реохорда, токосъемник которого установлен на гайке.

4.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что для регистрации нагрузки и глубины вдавливания индентора применен трехканальный автоматический электронный регистратор с -переменными щкала-ми регистрации.

о. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что корпус датчика перемещения -образца щарнирно связан с кронштейном, закрепленным на корпусе прибора, а на столике для установки исследуемого образца размещена плита, в которой выполнен вырез для подвода щупа датчика к нижней поверхности исследуемого образца. Ю 27 25 26