耐磨工具机械性能测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及机械性能测试装置【技术领域】，具体涉及一种耐磨工具机械性能测试装置，包括信号发生器，与信号发生器连接的压电换能器，以及对压电换能器产生的纵波进行传导的第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块，在第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成夹持空间。本实用新型结构简单、操作方便，体积小，不会产生噪音，此测试装置能够避免了高强度的传统冲击试验机的缺点如体积大，噪音高，需要大的样品量，无法集中测试小区域的机械性能，有效地达到智能化和小型化，因此提高测试效率和精度。
【专利说明】耐磨工具机械性能测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械性能测试装置【技术领域】，具体涉及一种耐磨工具机械性能测
试装置。
【背景技术】
[0002]耐磨工具是机械加工，资源探测，石油钻井，交通运输及各种工业部门不可缺少的工具。高性能的耐磨工具需要产品具有卓越的机械性能如耐磨，抗拉强度，抗冲击，抗热损伤，及抗疲劳等。大量的测试方法和设备也被开发和使用。在使用中，这些工具大多经历由各种工作条件造成的有害的拉伸应力，当应力施加速度足够高时，就变成冲击拉伸作用，对产品损伤较大。
[0003]超硬材料工具，因其使用环境非常恶劣，对这些性能的要求更为苛刻。一般来讲，超硬材料包括金刚石，立方氮化硼，以及其多晶制品。相比普通的耐磨工具，多晶金刚石roc在机械加工，钻井，拔丝磨具方面有重要的性能优势。对于深海及坚硬地层的钻探，尤其具有其独特的优势。要达到高性能的钻探效果，PDC复合齿需要具有极强的综合性能。这些性能包括耐磨性，耐冲击，以及高热稳定性。它们对钻头的使用寿命，和钻井深度有决定性的影响。但在实际的测量中，由于其自身的高硬度和耐磨性，制约了其样品形状，使得测试有很大局限性。
[0004]PDC复合齿通常由两部分组成:硬质合金基体和多晶金刚石耐磨层。为达到高的耐磨性，多晶金刚石需要在高温高压下压制而成；PDC复合片的冲击测试一般是由垂直冲击试验机完成的。该设备能控制冲击的能量，速度，以及接触的界面，以及冲击的方向，被广泛使用。但是其缺点也很明显，一般来讲由于冲击速度和设备高度相关，它的体积大，噪音高，而且样品破坏无法控制，数据非常分散，因此需要大的样品量，对产品开发不利。另外，由于是整体冲击，其无法集中测试小区域的机械性能，这也不能最真实地反映各个局部性倉泛。
【发明内容】
[0005]针对上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、设计合理、小型化的耐磨工具机械性能测试装置，其能够提高机械性能的测试效率和精度。
[0006]实现本实用新型的技术方案如下:
[0007]耐磨工具机械性能测试装置，包括信号发生器，与信号发生器连接的压电换能器，以及对压电换能器产生的纵波进行传导的第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块，在第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成夹持空间。
[0008]采用了上述方案，将需要机械性能测试的耐磨工具放置于第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成的夹持空间中，耐磨工具由两夹持块进行夹紧限位，通过信号发生器向压电换能器发送信号，压电换能器将该信号转换成测试纵波，即在第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成测试纵波，测试纵波穿透耐磨工具形成机械性能的测试；本实用新型结构简单、操作方便，体积小，不会产生噪音，此测试装置能够避免了高强度的传统冲击试验机的缺点如体积大，噪音高，需要大的样品量，无法集中测试小区域的机械性能，有效地达到智能化和小型化，因此提高测试效率和精度。
[0009]进一步地，所述第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块通过连接杆连接。
[0010]进一步地，所述压电换能器产生的纵波振动频率在20000HZ-20000000HZ之间。
[0011]进一步地，所述第一纵波波导夹持块和/或第二纵波波导夹持块对耐磨工具的夹持面尺寸大于耐磨工具的尺寸。
[0012]进一步地，所述第一纵波波导夹持块和/或第二纵波波导夹持块对耐磨工具的夹持面尺寸小于耐磨工具的尺寸。
[0013]进一步地，所述第一纵波波导夹持块或/和第二纵波波导夹持块为可移动设置。这样可以根据不同尺寸的耐磨工具，来调节第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成的夹持空间大小，使其满足不同尺寸耐磨工具的装夹。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
[0016]参见图1，耐磨工具机械性能测试装置，包括信号发生器1，与信号发生器连接的压电换能器2，以及对压电换能器产生的纵波进行传导的第一纵波波导夹持块3、第二纵波波导夹持块4，在第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成夹持空间，该夹持空间用于装夹需要机械性能测试的耐磨工具5 ;其中第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块通过高强连接杆6连接。在第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块上分别设置有波节点7，连接杆6连接于波节点7处；压电换能器产生的应力纵波振动频率在20000Hz-20000000Hz之间，其可以根据不同耐磨工具的需要，由信号发生器进行调节。
[0017]其中，第一纵波波导夹持块和/或第二纵波波导夹持块对耐磨工具的夹持面尺寸大于耐磨工具的尺寸。另一种实施方式是:第一纵波波导夹持块和/或第二纵波波导夹持块对耐磨工具的夹持面尺寸小于耐磨工具的尺寸。具体实施中，第一纵波波导夹持块或/和第二纵波波导夹持块为可移动设置，这样可以根据不同尺寸的耐磨工具，来调节第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成的夹持空间大小，使其满足不同尺寸耐磨工具的装夹。另外，随着样品尺寸的变化，为了维持合适的应力分布，波导夹持块的尺寸也要随之调节，以使在不同的深度的被测试界面处达到高的拉伸应力、压应力，对如8_，13_，16mm的试样，分别配备相应尺寸的波导夹持块。
[0018]图1显示了本实用新型的测试装置中耐磨工具中的应力分布(虚线所示)。由于这个设备达成了两端的自由位移，纵波在整个系统中形成驻波，其应力分布波形由虚线所示。可以看出在金刚石耐磨层8和WC基体9的界面处，拉伸应力达到最大。此应力的大小可以通过纵波的强度来调节。
【权利要求】
1.耐磨工具机械性能测试装置，其特征在于，包括信号发生器，与信号发生器连接的压电换能器，以及对压电换能器产生的纵波进行传导的第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块，在第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块之间形成夹持空间。
2.根据权利要求1所述的耐磨工具机械性能测试装置，其特征在于，所述第一纵波波导夹持块、第二纵波波导夹持块通过连接杆连接。
3.根据权利要求1所述的耐磨工具机械性能测试装置，其特征在于，所述压电换能器产生的纵波振动频率在20000Hz-20000000Hz之间。
4.根据权利要求1所述的耐磨工具机械性能测试装置，其特征在于，所述第一纵波波导夹持块和/或第二纵波波导夹持块对耐磨工具的夹持面尺寸大于耐磨工具的尺寸。
5.根据权利要求1所述的耐磨工具机械性能测试装置，其特征在于，所述第一纵波波导夹持块和/或第二纵波波导夹持块对耐磨工具的夹持面尺寸小于耐磨工具的尺寸。
6.根据权利要求1所述的耐磨工具机械性能测试装置，其特征在于，所述第一纵波波导夹持块或/和第二纵波波导夹持块为可移动设置。
【文档编号】G01M7/08GK203705142SQ201320788041
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】商伟锋, 唐春怡 申请人:常州深倍超硬材料有限公司