一种电镀镀层与基体结合强度的检测装置和检测方法
【专利摘要】一种电镀镀层与基体结合强度的检测装置，包括底座，底座上设有放置磨具的旋转磁力工作台和立柱旋转座，所述旋转磁力工作台的中部设有固定磨具的对中机构；立柱旋转座上安装有检测装置和控制装置，检测装置与数据处理装置连接；检测方法由固定砂轮磨具、调整检测装置位置和检测步骤。相对于传统的手工检测，本检测装置和方法通过检测装置和控制装置实现了检测结果的量化，数据处理装置的显示器直观地展现了镀层与基体间的结合强度，检测方便，保证了产品质量。
【专利说明】一种电镀镀层与基体结合强度的检测装置和检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于磨料磨具质量检测【技术领域】，具体说是一种超硬材料电镀制品镀层与基体结合牢度的检测装置和检测方法。
【背景技术】
[0002]集高硬度、高锋利度、高寿命等诸多优点于一身的超硬材料磨具在难加工材料领域有着广泛的应用。其中，超硬材料电镀制品是采用电化学方法制备的磨具，超硬磨料被金属结合剂粘结在基体上，其制备工艺简单、投资少，在使用过程中无需修整，符合高速高效加工的要求，尤其随着超硬材料制品应用的增加，修整用超硬材料电镀制品占据着不可争议的主导地位。
[0003]图1是超硬材料电镀制品结构示意图。超硬材料电镀制品主要由基体、含有超硬磨料的镀层构成。镀层与基体及超硬磨料的接触面不存在化学冶金结合，磨料只是被镀层金属机械包镶在基体上，因此磨料与基体之间不存在直接的结合力，主要依靠镀层金属与基体之间的结合作用，镀前处理能够有效地提高镀层与基体的结合强度，减少因镀层起层而导致磨具失效的现象，故电镀质量直接决定了超硬材料制品的使用性能和使用寿命，而如何能够有效地检测电镀质量至关重要。
[0004]目前用于评判超硬材料电镀制品镀层与基体结合强度的方法通常采用小号平头雕刻刀铲刮磨料镀层，不起层为合格。此检测方法虽然简单易行，但存在诸多缺点。首先，此操作方法不统一，没有明确规定平头雕刻刀的硬度、型号和铲刮的位置、方向、力度等；其次，由于该评价方法存在诸多不确定因素，误差较大，没有可比性，不利于超硬材料电镀制品质量的提升。
【发明内容】
[0005]针对现有超硬材料电镀制品镀层与基体结合强度的传统手工检测装置简易，操作方法不规范，人为因素影响大，测量结果误差大等问题；本发明提供一种定量检测，机械化程度高的电镀镀层与基体结合强度的检测装置和方法，避免了由于人为因素带来的影响。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种电镀镀层与基体结合强度的检测装置，包括底座，底座上设有放置磨具的旋转磁力工作台和立柱旋转座，所述旋转磁力工作台的中部设有固定磨具的对中机构；
所述立柱旋转座上安装有立柱，立柱的滑槽内设有横梁，横梁上设有滑块，滑块上设有加载机构，加载机构下部设有弹性夹持机构，弹性夹持机构安装有硬质合金滚片；
所述的弹性夹持机构的弹性体的弹力通过压力传感器将载荷信号传至信号采集装置，信号采集装置连接数据处理系统；
所述的加载机构和旋转磁力工作台与控制装置连接。
[0007]所述硬质合金滚片为圆片状，其边缘为R= 0.1-0.5mm的圆弧。
[0008]所述的硬质合金滚片的厚度小于1_。[0009]所述加载机构包括电磁机构和压力传感器，控制装置通过电磁机构实现可控化加载负荷；
电镀镀层与基体结合强度的检测方法，包括以下步骤:
1)将立柱在立柱旋转座作用下后翻，清洁后的磨具固定在旋转磁力工作台的对中机构上，通过控制装置使工作台对磨具施加吸持力；
2)将立柱复位并固定，调整横梁的高度和滑块的水平位置使硬质合金滚片调至磨具的镀层位置；
3)控制装置利用加载机构使硬质合金滚片对磨具的镀层施加设定的作用力；控制装置启动电动机，旋转磁力工作台上的磨具按设定的转速转动；
4)压力传感器将载荷信号传至信号采集装置，处理装置将电信号转换为载荷并建立载荷与磨具旋转角度的关系后输出，通过显示器直观显示砂轮各处的结合强度；
5)砂轮磨具旋转一周后，停止转动，根据显示器中显示的各处结合强度，在砂轮上标定出结合强度异常的部位，以便后续处理，最后卸载，将立柱后翻，卸下磨具。
[0010]本发明的检测原理:在实际生产中镀层与基体间的结合可能存在气孔、裂纹等缺陷，所以磨具不同地方的镀层与基体间的结合强度是不同的，当外力作用在镀层上时，结合强度薄弱处的镀层则会发生剥落、起层等脱离基体的现象。压电材料受力后内部电荷发生变化，经测量电路放大后输出。当镀层发生位移时，与之作用的硬质合金滚片在压电材料上的压力发生变化，压电传感器输出的电量即可反映镀层与基体间的结合强度。利用已确定的结合强度与输出电量间的关系，在实际检测时通过控制装置加载载荷，使镀层在合适的作用力下进行检测，观察输出力的变化，当作用力出现锐减时对应的部位结合强度薄弱。
[0011]有益效果:1、相对于传统的手工检测，本检测装置和方法通过检测装置和控制装置实现了定量检测，数据处理装置的显示器直观地展现了镀层与基体间的结合强度，检测方便，保证了产品质量。
[0012]2、生产效率高，本发明的机械化程度高，避免了由于人为因素带来的影响，简化了检测步骤，同时硬质合金滚片滚动式检测，大大延长了滚片的使用寿命，节省了劳动成本。
[0013]3、应用范围广，本装置可调节横梁和滑块的位置，可检测不同直径规格的磨具。
[0014]4、本检测装置结构简单使用方便，检测方法清晰明了简单易学，方便工人掌握，便于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是超硬材料电镀制品结构示意图；
图2是本发明电镀镀层与基体结合强度检测装置结构示意图；
图3是本发明的硬质合金滚片形状结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图2和3所示，一种电镀镀层与基体结合强度的检测装置，包括底座I，支撑整个装置，底座I上设有放置磨具的旋转磁力工作台2，吸持磨具基体，并在电动机驱动下匀速旋转，旋转磁力工作台2的中部设有固定磨具的对中机构5，实现不同规格的磨具在旋转磁力工作台上的对中定位。[0017]底座I上的立柱旋转座12，实现立柱11的后翻以及定位；立柱旋转座12上安装有立柱11，实现横梁的高度定位；立柱11的滑槽内设有横梁10，支撑滑块；横梁10上设有滑块9，调节硬质合金滚片在水平方向的位置，以适应不同直径规格的磨具；滑块9上设有加载机构8，通过电磁机构和压力传感器实现可控化加载负荷；加载机构8下部设有弹性夹持机构7，夹持硬质合金滚片，并通过弹性体与加载机构连接，在旋转检测过程中，可以实现滚片与不均匀镀层处的避让；弹性夹持机构7安装有硬质合金滚片6，圆片状硬质合金，通过轴承连接置于弹性加持机构上，硬质合金滚片6的边缘为R= 0.1-0.5mm的圆弧，硬质合金滚片(6)的厚度小于0.5mm。
[0018]弹性夹持机构7的弹性体通过压力传感器将载荷信号传至信号采集装置；加载机构8包括电磁机构和压力传感器，控制装置通过电磁机构实现可控化加载负荷；
控制装置通过加载机构8使硬质合金滚片6对磨具镀层3加载负荷，控制装置还控制磁力工作台2旋转；
数据处理装置通过信号采集装置与压力传感器相连。
[0019]电镀镀层与基体结合强度的检测方法，包括以下步骤:
1)将立柱11在立柱旋转座12作用下后翻，清洁后的磨具固定在旋转磁力工作台2的对中机构5上，旋转磁力工作台2通过磁力开关实现磨具基体的吸持与卸载；
2)将立柱11复位并固定，调整横梁10的高度和滑块9的水平位置使硬质合金滚片6调至合适的位置，可通过垫层方式实现；还可调节横梁10在立柱11上的高度使硬质合金滚片6与磨具基体4上表面保持一定的距离，再调节滑块9在横梁10上的位置使得硬质合金滚片6与磨具镀层3实现点接触，并使弹性夹持机构7定位与磨具基体4成一定的夹角(如30。)。
[0020]3)控制装置利用加载机构8使硬质合金滚片6对磨具的镀层3施加设定的作用力；控制装置启动电动机，旋转磁力工作台2上的磨具按设定的转速转动；
4)压力传感器将载荷信号传至信号采集装置，处理装置将电信号转换为载荷并建立载荷与磨具旋转角度的关系后输出，通过显示器直观显示砂轮各处的结合强度；
5 )砂轮磨具旋转一周后，停止转动，根据显示器中显示的各处结合强度，在砂轮上标定出结合强度异常的部位，以便后续处理，最后卸载，将立柱11后翻，卸下磨具。本发明实现了同一规格磨具检测条件的一致性，同时实现了定量检测，从而大大提高电镀制品的品质。
【权利要求】
1.一种电镀镀层与基体结合强度的检测装置，其特征在于:包括底座(1)，底座(I)上设有放置磨具的旋转磁力工作台(2)和立柱旋转座(12)，所述旋转磁力工作台(2)的中部设有固定磨具的对中机构(5)； 所述立柱旋转座(12 )上安装有立柱(11)，立柱(11)的滑槽内设有横梁(10 )，横梁(10 )上设有滑块(9 )，滑块(9 )上设有加载机构(8 )，加载机构(8 )下部设有弹性夹持机构(7 )，弹性夹持机构(7)安装有硬质合金滚片(6)； 所述的弹性夹持机构(7)的弹性体通过压力传感器连接信号采集装置，信号采集装置连接数据处理系统； 所述的加载机构(8)和旋转磁力工作台(2)与控制装置连接。
2.根据权利要求1所述电镀镀层与基体结合强度的检测装置，其特征在于:所述硬质合金滚片(6)为圆片状，其边缘为R=0.1-0.5mm的圆弧。
3.根据权利要求2所述电镀镀层与基体结合强度的检测装置，其特征在于:所述的硬质合金滚片(6)的厚度小于1mm。
4.根据权利要求1所述电镀镀层与基体结合强度的检测装置，其特征在于:所述加载机构(8 )包括电磁机构和压力传感器，控制装置通过电磁机构实现可控化加载负荷。
5.根据权利要求1所述电镀镀层与基体结合强度的检测方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将立柱(11)在立柱旋转座(12)作用下后翻，清洁后的磨具固定在旋转磁力工作台(2)的对中机构(5)上，通过控制装置使工作台(2)对磨具施加吸持力； 2)将立柱(11)复位并固定，调整横梁(10)的高度和滑块(9)的水平位置使硬质合金滚片(6)调至磨具的镀层(3)位置； 3)控制装置利用加载机构(8)使硬质合金滚片(6)对磨具的镀层(3)施加设定的作用力；控制装置启动电动机，旋转磁力工作台(2)上的磨具按设定的转速转动； 4)压力传感器将载荷信号传至信号采集装置，处理装置将电信号转换为载荷并建立载荷与磨具旋转角度的关系后输出，通过显示器直观显示砂轮各处的结合强度； 5 )砂轮磨具旋转一周后，停止转动，根据显示器中显示的各处结合强度，在砂轮上标定出结合强度异常的部位，以便后续处理，最后卸载，将立柱(11)后翻，卸下磨具。
【文档编号】G01N19/04GK104007062SQ201410199997
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】邢波, 王爱珍, 闫宁, 吴瑞华 申请人:郑州磨料磨具磨削研究所有限公司