便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及金屬材料檢測儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料的組織與性能分析是材料科學(xué)工程領(lǐng)域研究的兩大重點。金相顯微鏡分析是研究金屬材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的一種基本手段，可以提供有關(guān)材料成分、熱加工工藝、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能之間關(guān)系等諸多重要信息。通常在材料的典型部位截取樣塊，然后經(jīng)一系列金相制備工序，得到符合技術(shù)要求的金相顯微試樣，即可在金相顯微鏡下進行觀察和研究顯微組織結(jié)構(gòu)。維氏硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種綜合力學(xué)性能指標(biāo)，屬于壓入式硬度，反映了被測物體對抗另一硬物壓入的能力，能夠敏感地反映出金屬材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)差異。因其測量范圍寬廣，幾乎適用于工業(yè)上用到的全部金屬材料，因而被廣泛地用于工藝檢驗、金相及金屬物理學(xué)研究等領(lǐng)域。維氏硬度測試時，使用規(guī)定的試驗力將頂角為136°的金剛石正四棱錐體壓頭壓入試樣表面，保持規(guī)定的時間后撤除試驗力，測量試樣表面壓痕對角線長度，再利用公式計算得出硬度的大小。為了達到組織觀察和硬度測試的目的，應(yīng)要求金相觀察試樣和維氏硬度試樣待測表面光滑平整，不能有氧化皮、雜物和油污。對于小截面或者外形不規(guī)則的試樣，如球形、錐形等，還需要對試樣進行鑲嵌或者使用專用的夾持裝置。
[0003]目前，在對常規(guī)金屬材料進行組織觀察和維氏硬度測試時，兩項檢測工作一般不能同時操作，需要在金相顯微鏡和維氏硬度計兩臺儀器上分別完成。此外，為了找平待測試樣端面，減小測量誤差，維氏硬度計一般還需與壓平器配合使用。這種設(shè)備獨立、分體式的結(jié)構(gòu)使得整個檢測步驟繁瑣，檢測效率低下，且存在設(shè)備占用空間大，使用不便等諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)階段材料金相組織觀察和維氏硬度測試設(shè)備分體、檢測步驟繁瑣、檢測效率低下、使用不便等不足，本實用新型提供一種便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機;本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、樣式新穎、操作簡便，攜帶方便，具有寬泛的放大倍數(shù)、試驗力范圍以及多種試樣專用夾具，可滿足不同材料和復(fù)雜外形試樣的檢測需求，且觀察圖像和測量數(shù)據(jù)易于處理及存儲。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機，包括:固定旋鈕，升降絲柱，縱向平移盤，三爪夾鉗，四爪夾鉗，壓平盤，中心柱，防塵外罩，物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器，目鏡，測量器，對夾鉗，載樣平臺，橫向平移臺，平移調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)盤，絲柱升降器，電源導(dǎo)線，開關(guān)，底座;該測試裝置有一個圓盤形底座，底座上安裝有固定旋鈕、電源導(dǎo)線和開關(guān);底座的中心垂直向上配套安裝有升降絲柱、絲柱升降器和中心柱，絲柱升降器上安裝有絲杠把手，通過絲杠把手的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為升降絲柱2的直線升降運動，升降絲柱上部安裝有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤能夠360°水平轉(zhuǎn)動;轉(zhuǎn)盤通過內(nèi)部橫向的燕尾凹槽、凸臺與橫向平移臺連接，橫向平移臺能夠進行橫向左右移動;橫向平移臺與縱向平移盤通過內(nèi)部縱向的燕尾凹槽和凸臺連接，縱向平移盤能夠進行橫向前后移動；縱向平移盤上安裝有載樣平臺、三爪夾鉗、四爪夾鉗、對夾鉗，載樣平臺能夠放置端面平行的測試樣品，對夾鉗能夠雙向夾持不規(guī)則測試樣品，四爪夾鉗能夠四向夾持不規(guī)則測試樣品，三爪夾鉗能夠三向夾持不規(guī)則測試樣品；升降絲柱上部垂直安裝有中心柱，中心柱上部順序安裝有壓平盤和物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器;壓平盤、物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器與中心柱7通過內(nèi)部滾珠連接定位并通過手擰螺絲固定，壓平盤、物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器能夠上下調(diào)節(jié);物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器能夠通過內(nèi)部轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動切換不同放大倍數(shù)的物鏡與不同加載力的壓頭;物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器頂部安裝有目鏡和測量器，在物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器切換至物鏡狀態(tài)下，目鏡用于觀察樣品壓痕和金相顯微組織，測量器用于測量壓痕對角線長度，目鏡與測量器之間設(shè)置有USB數(shù)據(jù)傳輸接口，能夠配合帶有圖像處理軟件的計算機系統(tǒng)對被測量的圖像進行觀察與保存，也可對測量數(shù)據(jù)進行處理與存儲。
[0006]綜上所述，底座上部四周邊緣設(shè)置有凹槽，用于放置防塵外罩，并通過固定旋鈕固定;防塵外罩的頂部設(shè)置有手提把，方便外出攜帶。
[0007]使用時，松開固定旋鈕，通過手提把，取下儀器防塵外罩;將電源導(dǎo)線插入電源插座，打開開關(guān);根據(jù)測試樣品的具體情況選擇裝夾裝置，載樣平臺上能夠直接放置端面水平測試樣品，對夾鉗能夠雙向夾持不規(guī)則測試樣品，四爪夾鉗能夠四向夾持不規(guī)則測試樣品，三爪夾鉗能夠三向夾持不規(guī)則測試樣品；通過對夾鉗或三爪夾鉗或四爪夾鉗夾持樣品，都需微調(diào)對夾鉗或三爪夾鉗或四爪夾鉗，確保測試樣品端面水平，并旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤至合適位置，確保樣品端面處于壓平盤的觀察孔下，同時通過壓平盤上的手擰螺絲鎖緊壓平盤，旋轉(zhuǎn)絲杠把手，通過絲杠升降器上升對夾鉗或三爪夾鉗或四爪夾鉗，使被夾持測試樣品端面水平壓緊壓平盤下表面，鎖緊對夾鉗或三爪夾鉗或四爪夾鉗，旋轉(zhuǎn)絲杠把手，通過絲杠升降器下降對夾鉗或三爪夾鉗或四爪夾鉗，此時測試樣品端面水平;旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤至合適位置，確保樣品端面處于壓平盤觀察孔內(nèi)，通過調(diào)節(jié)平移調(diào)節(jié)器的旋鈕能夠橫向左右水平移動橫向平移臺和縱向前后水平移動縱向平移盤，選擇需要硬度測試或金相組織觀察的位置;根據(jù)樣品高度，上下調(diào)節(jié)壓平盤和物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器至合適高度；當(dāng)進行金相組織觀察時，根據(jù)樣品情況通過內(nèi)部轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器9選擇合適放大倍數(shù)的物鏡，旋轉(zhuǎn)絲杠把手，通過絲杠升降器上下調(diào)節(jié)樣品高度進行對焦，通過目鏡觀察金相組織；當(dāng)進行硬度測試時，根據(jù)樣品情況通過內(nèi)部轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器選擇合適加載力的壓頭，旋轉(zhuǎn)絲杠把手，通過絲杠升降器上升樣品，當(dāng)樣品端面接觸壓頭時，開始加載壓力，加載至對應(yīng)壓頭加載力時，停止旋轉(zhuǎn)絲杠把手并進行保壓，達到儀器識別保壓時間即可反向旋轉(zhuǎn)絲杠把手，通過絲杠升降器下降卸載壓力;通過內(nèi)部轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器選擇合適放大倍數(shù)的目鏡，旋轉(zhuǎn)絲杠把手，通過絲杠升降器上下調(diào)節(jié)樣品高度進行對焦，通過目鏡觀察樣品壓痕，通過測量器測量壓痕對角線長度，儀器即能夠獲得所測樣品加載點的維氏硬度值;需要觀察不同部位的金相組織或測試不同部位的維氏硬度時，配合使用轉(zhuǎn)盤、平移調(diào)節(jié)器、橫向平移臺與縱向平移盤，即能夠移動樣品至合適位置;需要觀察或者測試多個樣品時，在裝夾時可以同時使用載樣平臺、對夾鉗、三爪夾鉗、四爪夾鉗，配合使用轉(zhuǎn)盤、平移調(diào)節(jié)器、橫向平移臺與縱向平移盤，即能夠在多個測試樣品之間進行切換。
[0008]本實用新型的優(yōu)點和有益效果是:便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機將待測試樣端面找平、金相組織觀察和維氏硬度測試等功能集合到一臺儀器，結(jié)構(gòu)緊湊，樣式新穎，操作簡便;其帶有6位物鏡-壓頭手動轉(zhuǎn)換器，具有寬泛的放大倍數(shù)和試驗力范圍，可根據(jù)不同材料的檢測需求，選用不同的測量壓頭以及放大倍數(shù)的物鏡;此外，該便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機的工作臺上配有多種不同類型的試樣專用夾具，能夠滿足具有不規(guī)則復(fù)雜外形試樣的檢測要求；同時，該便攜式顯微組織觀察與維氏硬度測試一體機不僅能夠通過USB接口將圖像信號直接輸入到計算機系統(tǒng)中，處理和存儲被測量的圖像和測量數(shù)據(jù);而且當(dāng)采用便攜式計算機時，整個測試裝置方便外出攜帶。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]圖中:1.固定旋鈕，2.升降絲柱，3.縱向平移盤，4.三爪夾鉗，5.四爪夾鉗，6.壓平盤，7.中心柱，8.防塵外罩，9.物鏡壓頭轉(zhuǎn)換器，10.目鏡，11.測量器，12.對夾鉗，13.載樣平臺，14.橫向平移