用于金属原位分析仪的薄试样夹具的制作方法

本实用新型涉及试样夹具，具体地指一种用于金属原位分析仪的薄试样夹具。

背景技术：

金属原位分析仪以单次火花放电理论及信号分辨提取技术为基础，通过采用火花微束技术、无预燃连续激发同步扫描定位技术，获得材料原位置相对应的各元素原始含量及状态信息，用统计解析的方法定量表征材料的偏析度、疏松度，夹杂物分布，可以完成试样的成分分析、偏析度分析、缺陷判别、夹杂物状态分析、疏松度分析。

金属原位分析仪机械手是实现对样品进行连续激发、同步扫描的自动化机械装置，它由框架、叉架、连接筒、升降台、X轴导轨、Y轴导轨、步进电机组成。现有的金属原位分析仪机械手主要是满足分析连铸坯试样，连铸坯试样厚度在10mm以上。

如图10所示，金属原位分析仪的机械手框架16下面有4个调节试样与激发台紧密接触的水平螺钉17，水平螺钉17底部是滚珠用于试样移动时减少对激发台的磨损，金属原位分析仪的机械手框架16底面与激发台之间有5mm的间距。分析试样厚度在10mm以上的试样时，机械手框架16可以夹住试样厚度高出5mm以上的部分，满足金属原位分析仪机械手的分析要求。

然而，随着技术的发展，需要采用金属原位分析仪分析轧制后板材中的偏析状态，由于金属原位分析仪机械手框架底面与激发台之间有5mm的间距，金属原位分析仪机械手无法夹紧2～5mm的薄试样板材，造成试样定位不准确、仪器向空气中放电等现象，影响分析结果的准确度。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种用于金属原位分析仪的薄试样夹具，该薄试样夹具通过调节压紧机构和调节螺钉将薄试样夹紧在试样套框内，再将夹有薄试样的夹具放入金属原位分析仪的机械手框架内，不仅能实现金属原位分析仪对厚度为2～5mm薄试样的板材进行测试分析，而且还能提高分析结果的准确度。

为实现上述目的，本实用新型所设计的用于金属原位分析仪的薄试样夹具，设置在金属原位分析仪的机械手框架内，包括呈长方体形状的试样套框，所述试样套框内部设置有贯穿其顶端面且向下延伸的阶梯通孔，所述阶梯通孔的下方设置有与之连通且垂直向下延伸贯穿试样套框底端面的方形槽，所述阶梯通孔内设置有可沿其内壁上下滑动的压紧机构，所述方形槽内设置有用于容纳薄试样的空腔，所述压紧机构的底端面与薄试样的顶端面抵接，所述试样套框的两侧底部均设置有若干个贯穿其内外壁且与薄试样外壁相抵接的调节螺钉。

进一步地，所述压紧机构包括设置在阶梯通孔内且可沿其内壁上下滑动的压紧块、设置在压紧块上方位于阶梯通孔台阶面上的紧固压板、设置在压紧块与紧固压板之间的压缩弹簧、以及穿设在紧固压板四周的压紧螺钉；所述压紧块上设置有若干个贯穿其顶端面的阶梯盲孔，所述紧固压板的底部设置有与阶梯盲孔相对应的支撑柱，所述压缩弹簧的底端与阶梯盲孔的台阶面抵接，所述压缩弹簧的顶端与紧固压板的底端面抵接，所述支撑柱的底部垂直贯穿压缩弹簧伸入阶梯盲孔内，所述压紧螺钉可旋转地设置在紧固压板与试样套框之间。这样，可以通过调节压紧机构和调节螺钉将薄试样夹紧在试样套框内，再将夹有薄试样的夹具放入金属原位分析仪的机械手框架内，从而实现金属原位分析仪对厚度为2～5mm薄试样的板材进行测试分析。

进一步地，所述阶梯盲孔为四个，且呈正方形或者长方形排布。这样，使得压紧块受到紧固压板的作用力分布均匀。

进一步地，所述压紧块的顶部设置有向外凸起的环形外止口，所述阶梯通孔的底部设置有与环形外止口相匹配的环形内止口。这样，可以对压紧块在阶梯通孔内的竖向位移进行限制，防止压紧块与试样套框脱离。

进一步地，所述紧固压板上设置有用于安装压紧螺钉的螺钉沉孔，所述阶梯通孔的台阶面上设置有与螺钉沉孔相对设置的螺钉盲孔。

进一步地，所述调节螺钉在试样套框的两侧底部成列均匀间隔设置。这样，使得薄试样受到的压力均匀，避免分析过程中发生偏移，影响分析结果。

进一步地，所述试样套框的两侧底部均设置有用于安装调节螺钉的安装通孔。

再进一步地，所述调节螺钉与薄试样外壁相抵接的钉头半径大于调节螺钉的螺杆半径。这样，有利于增加调节螺钉与薄试样之间的接触面积，从而增加两者间的摩擦力，避免薄试样在移动过程中发生滑动，影响分析结果。

更进一步地，所述试样套框为由散热金属材料制成的框架式结构。这是因为金属原位分析仪需要连续激发样品，激发时间长就会引起试样厚度为2～5mm的薄试样板材的温度明显升高，对分析结果有一定的影响。这样，试样套框为由散热金属材料制成，能吸附试样中的热量，保持激发后试样的温度基本不变，提高分析结果的准确度。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

其一，本实用新型通过调节压紧机构和调节螺钉将薄试样夹紧在试样套框内，再将夹有薄试样的夹具放入金属原位分析仪的机械手框架内，从而实现金属原位分析仪对厚度为2～5mm薄试样的板材进行测试分析。

其二，本实用新型的压紧机构可以根据薄试样的尺寸大小对压紧螺钉进行调节，通过压缩弹簧将压力作用在压紧块上，再通过压紧块将压力传递至薄试样上，同时与设置在试样套框的两侧底部的调节螺钉相配合将薄试样夹紧在试样套框内。

其三，本实用新型的调节螺钉在试样套框的两侧底部成列均匀间隔设置，使得薄试样受到的压力均匀，避免分析过程中发生偏移，影响分析结果。

其四，本实用新型的调节螺钉与薄试样外壁相抵接的钉头半径大于调节螺钉的螺杆半径，有利于增加调节螺钉与薄试样之间的接触面积，从而增加两者间的摩擦力，避免薄试样在移动过程中发生滑动，影响分析结果。

其五，本实用新型的试样套框为由散热金属材料制成的框架式结构，能吸附试样中的热量，保持激发后试样的温度基本不变，提高分析结果的准确度。

附图说明

图1为一种用于金属原位分析仪的薄试样夹具的拆解结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图2中沿A-A方向的剖视结构示意图；

图4为图2中试样套框的俯视结构示意图；

图5为图4中沿B-B方向的剖视结构示意图；

图6为图2中紧固压板的俯视结构示意图；

图7为图2中紧固压板的侧视结构示意图；

图8为图2中压紧块的俯视结构示意图；

图9为图8中沿C-C方向的剖视结构示意图；

图10为本实用新型在使用状态时放入金属原位分析仪的机械手框架内的结构示意图。

其中，试样套框1、阶梯通孔2、方形槽3、压紧机构4、薄试样5、调节螺钉6、压紧块7、紧固压板8、压缩弹簧9、压紧螺钉10、阶梯盲孔11、支撑柱12、螺钉沉孔13、螺钉盲孔14、安装通孔15、机械手框架16、水平螺钉17、螺母18。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的一种用于金属原位分析仪的薄试样夹具，设置在金属原位分析仪的机械手框架16内，包括呈长方体形状的试样套框1，试样套框1内部设置有贯穿其顶端面且向下延伸的阶梯通孔2，阶梯通孔2的下方设置有与之连通且垂直向下延伸贯穿试样套框1底端面的方形槽3，阶梯通孔2内设置有可沿其内壁上下滑动的压紧机构4，方形槽3内设置有用于容纳薄试样5的空腔，压紧机构4的底端面与薄试样5的顶端面抵接，试样套框1的两侧底部均设置有若干个贯穿其内外壁且与薄试样5外壁相抵接的调节螺钉6。

上述技术方案中，压紧机构4包括设置在阶梯通孔2内且可沿其内壁上下滑动的压紧块7、设置在压紧块7上方位于阶梯通孔2台阶面上的紧固压板8、设置在压紧块7与紧固压板8之间的压缩弹簧9、以及穿设在紧固压板8四周的压紧螺钉10；压紧块7上设置有若干个贯穿其顶端面的阶梯盲孔11，紧固压板8的底部设置有与阶梯盲孔11相对应的支撑柱12，压缩弹簧9的底端与阶梯盲孔11的台阶面抵接，压缩弹簧9的顶端与紧固压板8的底端面抵接，支撑柱12的底部垂直贯穿压缩弹簧9伸入阶梯盲孔11内，压紧螺钉10可旋转地设置在紧固压板8与试样套框1之间。这样，可以通过调节压紧机构4和调节螺钉6将薄试样5夹紧在试样套框1内，再将夹有薄试样5的夹具放入金属原位分析仪的机械手框架16内，从而实现金属原位分析仪对厚度为2～5mm薄试样的板材进行测试分析。

上述技术方案中，阶梯盲孔11为四个，且呈正方形或者长方形排布，这样使得压紧块7受到紧固压板8的作用力分布均匀。压紧块7的顶部设置有向外凸起的环形外止口，阶梯通孔2的底部设置有与环形外止口相匹配的环形内止口。这样，可以对压紧块7在阶梯通孔2内的竖向位移进行限制，防止压紧块7与试样套框1脱离。紧固压板8上设置有用于安装压紧螺钉10的螺钉沉孔13，阶梯通孔2的台阶面上设置有与螺钉沉孔13相对设置的螺钉盲孔14。

上述技术方案中，调节螺钉6在试样套框1的两侧底部成列均匀间隔设置。这样，使得薄试样5受到的压力均匀，避免分析过程中发生偏移，影响分析结果。试样套框1的两侧底部均设置有用于安装调节螺钉6的安装通孔15。调节螺钉6与薄试样5外壁相抵接的钉头半径大于调节螺钉6的螺杆半径。这样，有利于增加中调节螺钉6与薄试样5之间的接触面积，从而增加两者间的摩擦力，避免薄试样在移动过程中发生滑动，影响分析结果。试样套框1为由散热金属材料制成的框架式结构。这是因为金属原位分析仪需要连续激发样品，激发时间长就会引起试样厚度为2～5mm的薄试样板材的温度明显升高，对分析结果有一定的影响。这样，试样套框1为由散热金属材料制成，能吸附试样中的热量，保持激发后试样的温度基本不变，提高分析结果的准确度。

本实用新型的使用过程：将厚度为2～5mm的薄试样5先放入试样套框1的方形槽3内，在试样套框1顶部的阶梯通孔2内依次放入压紧块7、压缩弹簧9、紧固压板8，用力向下按压，旋转压紧螺钉10使薄试样5与压紧块7接触紧密。根据试样的厚度控制薄试样5的分析面与试样套框1底部的间隔，厚度小于3mm的薄试样5分析面与试样套框1底部的间隔为0mm，厚度大于3mm的薄试样5分析面比试样套框1底部高0.5mm。然后，旋转调节螺钉6使薄试样5水平方向固定紧，将夹有试样的夹具固定好并放入金属原位分析仪的机械手框架16里面，再将金属原位分析仪机械手框架16上的螺母18固定紧，采用金属原位分析仪就能分析试样厚度为2～5mm的板材试样。调节试样在金属原位分析仪在激发台上的激发原点位置，设计试样的激发面积，即可进行分析测试。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。