钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻用耐久性夹具

1.本实用新型涉及金属材料检测领域，具体涉及一种钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻耐久性夹具。


背景技术：

2.对钢中第二相粒子的非水溶液电解法是一种重要的三维表征处理方法。该方法是采用以无水甲醇、无水乙醇或其它有机溶液为溶剂，乙酰丙酮、三乙醇胺等溶液为铁离子络合剂的中性或弱碱性电解液。该方法可无损伤地提取钢中的非金属夹杂物和金属碳化物，统称为第二相粒子，包括纳米级别的第二相粒子，更准确地对第二相粒子进行定性及定量研究。也可将试样抛光通过非水溶液电解法进行短时间电解，只去除表面薄层金属基体，从而使夹杂物部分裸露，结合扫描电镜以获得第二相粒子的三维形貌信息。
3.目前，由于电解过程不断地消耗电解液及被电金属，对于电解装置的稳定性有较高的要求。因此，配备一套适用于钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻耐久性夹具是提高电解装置电解效率和增强电解过程稳定性的重要前提。
4.电解试样根据如下检验方法进行：
5.1.德国标准-金相检验方法，din-50602，如图1所示；
6.2.法国标准-机加工性能改善后的结构钢硫化物形态类别显微评定法，nfa04-108，如图2所示；
7.3.国标-钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法，gb/t 10561-2005，如图3所示。
8.在进行电解试样检验可能需要观察试样表面的取样方法制备成如图4所示的八类试样。现有技术中对非水溶液电解腐刻夹具普遍采用普通金属镊子，接触性不佳，不能很好地适应上述八类试样进行三维电解腐刻的夹持，使用不够方便。


技术实现要素：

9.为了解决现有技术问题，本实用新型的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻用耐久性夹具，适用于上述八类试样的三维电解腐刻。本实用新型的夹具具有接触性好、稳定性高、电解效率高、安装卸载简便的优点，能有效的克服试样在电解过程中因与夹具的点接触或线接触导致的电流尖端放电、接触不良、电解效率低的缺点。
10.为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案：
11.一种钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻用耐久性夹具，包括所述主夹具组合，所述主夹具组合包括左夹持臂和右夹持臂；所述左夹持臂和右夹持臂的上部通过卡销固定连接在一起，使所述左夹持臂和右夹持臂形成张开宽度固定的容纳试样的“u”形最大宽度空间，在所述左夹持臂和右夹持臂的下部和靠近自由端位置处，分别设置螺纹孔，每个夹持臂上设置的螺纹孔不少于两个螺纹孔，所述左夹持臂和右夹持臂的对应位置的螺纹孔的轴
线重合，在螺纹孔中配合短螺杆，根据被夹持的试样的轮廓尺寸，通过调整短螺杆的端部在夹持臂内侧的位置，对试样的左右两侧进行夹持或者卸载，使设置螺纹孔的各夹持臂的下部和靠近自由端区段形成夹持部；
12.还包括可装卸设置的副快速夹具，所述副快速夹具通过连接杆与夹持臂紧固连接，所述所述副快速夹具对试样的夹持力方向与所述主夹具组合对试样的夹持力方向形成夹角，使所述副快速夹具与所述主夹具组合组装在一起，形成增强稳定夹持结构。优选设置每个夹持臂上设置的螺纹孔不少于3个螺纹孔。
13.优选地，所述副快速夹具本体为横断面为“ω”形状板的弹性夹子，在弹性夹子的夹口为安装试样的夹持空间，在所述弹性夹子左右两侧设置刚性小翼板，刚性小翼板的固定端与所述弹性夹子的开口边沿棱连接，所述弹性夹子通过控制设置于其左右两侧的刚性小翼板控制弹性夹子的夹口的张开宽度，对薄片形状试样的厚度方向的前后两侧进行夹持或者卸载。
14.优选地，所述所述弹性夹子的本体弹性薄片的宽度为5～13mm，厚度不大于0.3mm，且带有螺杆孔，在弹性薄片上设有螺杆孔，通过安装连接杆与卡销的端部进行一体式连接。
15.优选地，当试样特定为薄片状时，用长螺杆作为连接杆，穿过副快速夹具孔位和螺母连接，将左夹持臂和右夹持臂构成的主夹具组合固定，使主夹具组合间距固定保持在9.5～15mm，打开已经与主夹具组合固定的副快速夹具，将薄片状试样置于其中，使试样、弹性夹子、连接杆接触连接形成导电通路。
16.优选地，所述左夹持臂和右夹持臂的上部采用插装方式进行组装连接，所述左夹持臂设有插孔形成卡槽，所述右夹持臂设有插杆，将插杆插入插孔中，部通过卡销或者辅助连接件穿过插杆，使所述左夹持臂和右夹持臂的上部通过卡销固定连接在一起。
17.优选地，所述插杆插入插孔中的深度可调，从而适应被夹试样的宽度进行调节夹持臂开口宽度的调节。可根据所夹试样宽度调节插杆插入左夹持臂的深度。
18.优选地，使试样、弹性夹子、连接杆接触连接形成导电通路，或者使试样、短螺杆、夹持臂接触连接形成导电通路，或者通过安装导线与试样形成导电通路。主夹具组合或副快速夹具还用于固定并导通试样电流。
19.优选地，当被夹持试样的形状为块状、圆柱时，用卡销连接将左夹持臂和右夹持臂，构成的主夹具组合固定，安装短螺杆，使主夹具组合的夹持臂间距固定保持在9.5～15mm，将试样置于主夹具组合底部中间，通过旋转左夹持臂和右夹持臂的短螺杆安装紧固被测试样。即通过旋转试样两侧夹持臂的短螺杆达到紧固试样与夹具的作用。
20.优选地，所述夹持部的夹持臂内侧镀有绝缘层；或者，短螺杆与试样接触的端部设有绝缘层。
21.优选地，所述夹持部的内侧为弧形凹面，作为适应试样外部轮廓的夹持部结构。
22.优选地，所述卡销的底端与夹持臂进行配合连接，所述卡销上端设有安装连接部，使整体夹具与其他装置安装连接。
23.优选地，所述左夹持臂和右夹持臂的夹持臂宽度为8～15mm，高度为50～75mm，厚度为5～8mm。
24.优选地，短螺杆长度为20～40mm；作为卡销的配套长螺杆长度为40～60mm，直径为5mm，作为连接部的螺杆中转孔直径为3mm。
25.本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
26.1.本实用新型钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻耐久性实验用夹具，适用于多种取样类型的试样；
27.2.本实用新型非水溶液电解腐刻耐久性实验用夹具，具有接触性好、稳定性高、电解效率高、安装简便等特点，能有效地克服试样在电解过程中因与夹具的点接触或线接触导致的电流尖端放电、接触不良、电解效率低等缺点；
28.3.本实用新型装置水溶液电解腐刻耐久性实验用夹具均可采用tc4钛合金材质，可作为电解试样的良好导体，且夹具在自身导电过程中高铬含量的基体使得该夹具有良好的耐腐性能；
29.4.本实用新型装置结构简单，使用方便，维护简单。
附图说明
30.图1为德国标准-金相检验方法-取样方法(din-50602)。
31.图2为法国标准-机加工性能改善后的结构钢硫化物形态类别显微评定法-取样方法(nf a04-108)。
32.图3为国标-钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法-取样方法(gb/t10561-2005)。
33.图4为电解腐刻的试样。
34.图5为本实用新型的主夹具组合。
35.图6为本实用新型的副快速夹具。
36.图7为本实用新型的配套短螺杆和长螺杆。
37.图8为本实用新型实施例十一的试样一在夹具中的固定方式。
38.图9为本实用新型实施例十二的试样二在夹具中的固定方式。
39.图10为本实用新型实施例十三的试样三和实施例十四试样四在夹具中的固定方式。
40.图11为本实用新型实施例十五的试样五在夹具中的固定方式。
41.图12为本实用新型实施例十六的试样六在夹具中的固定方式。
42.图13为本实用新型实施例十七的试样七在夹具中的固定方式。
43.图14为本实用新型实施例十八的试样八在夹具中的固定方式。
具体实施方式
44.以下所述的是本实用新型的优选实施方式，但本实用新型所保护的不限于以下优选实施方案。对于本领域的技术人员来说在此实用新型构思的基础上，做出的若干变形和改进，均属于本实用新型的保护范围。
45.本实用新型的优选实施例详述如下：
46.实施例一：
47.在本实施例中，参见图5，一种钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻用耐久性夹具，包括所述主夹具组合，所述主夹具组合包括左夹持臂1和右夹持臂2；所述左夹持臂1和右夹持臂2的上部通过卡销8固定连接在一起，使所述左夹持臂1和右夹持臂2形成张开宽度
固定的容纳试样的“u”形最大宽度空间，在所述左夹持臂1和右夹持臂2的下部和靠近自由端位置处，分别设置螺纹孔6，每个夹持臂上设置的螺纹孔6不少于两个螺纹孔6，所述左夹持臂1和右夹持臂2的对应位置的螺纹孔6的轴线重合，在螺纹孔6中配合短螺杆7，根据被夹持的试样的轮廓尺寸，通过调整短螺杆7的端部在夹持臂内侧的位置，对试样的左右两侧进行夹持或者卸载，使设置螺纹孔6的各夹持臂的下部和靠近自由端区段5形成夹持部；
48.还包括可装卸设置的副快速夹具，所述副快速夹具通过连接杆与夹持臂紧固连接，所述所述副快速夹具对试样的夹持力方向与所述主夹具组合对试样的夹持力方向形成夹角，使所述副快速夹具与所述主夹具组合组装在一起，形成增强稳定夹持结构。
49.本实施例夹具结构简单，使用方便，维护简单。
50.实施例二
51.本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
52.在本实施例中，参见图5和图6，所述副快速夹具本体为横断面为“ω”形状板的弹性夹子10，在弹性夹子10的夹口为安装试样的夹持空间，在所述弹性夹子10左右两侧设置刚性小翼板11，刚性小翼板11的固定端与所述弹性夹子10的开口边沿棱12连接，所述弹性夹子10通过控制设置于其左右两侧的刚性小翼板11控制弹性夹子10的夹口的张开宽度，对薄片形状试样的厚度方向的前后两侧进行夹持或者卸载。
53.本实施例夹具适合对薄片形状试样进行夹持，结构简单，使用方便，维护简单。
54.实施例三
55.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
56.在本实施例中，参见图5-图7，所述所述弹性夹子10的本体弹性薄片的宽度为5～13mm，厚度不大于0.3mm，且带有螺杆孔，在弹性薄片上设有螺杆孔，通过安装连接杆与卡销8的端部进行一体式连接。
57.在本实施例中，当试样特定为薄片状时，用长螺杆作为连接杆，穿过副快速夹具孔位和螺母连接，将左夹持臂1和右夹持臂2构成的主夹具组合固定，使主夹具组合间距固定保持在9.5～15mm，打开已经与主夹具组合固定的副快速夹具，将薄片状试样置于其中，使试样、弹性夹子10、连接杆接触连接形成导电通路。
58.本实施例夹具适合对薄片形状试样进行夹持，结构简单，使用方便，维护简单。
59.实施例四
60.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
61.在本实施例中，参见图5-图7，所述左夹持臂1和右夹持臂2的上部采用插装方式进行组装连接，所述左夹持臂1设有插孔3形成卡槽，所述右夹持臂2设有插杆4，将插杆4插入插孔3中，部通过卡销8或者辅助连接件穿过插杆4，使所述左夹持臂1和右夹持臂2的上部通过卡销8固定连接在一起。
62.在本实施例中，所述插杆4插入插孔3中的深度可调，从而适应被夹试样的宽度进行调节夹持臂开口宽度的调节。
63.本实施例夹具能适合多种形状试样进行夹持，对较大尺寸和较小尺寸的试样或者异形结构的试样均能适应夹持，结构简单，使用方便，维护简单。
64.实施例五
65.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
66.在本实施例中，参见图5和图6，使试样、弹性夹子10、连接杆接触连接形成导电通路，或者使试样、短螺杆7、夹持臂接触连接形成导电通路，或者通过安装导线与试样形成导电通路。更好地进行第二相粒子的非水溶液电解腐刻，本实施例夹具结构简单，使用方便，维护简单。
67.实施例六
68.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
69.在本实施例中，参见图5，当被夹持试样的形状为块状、圆柱时，用卡销8连接将左夹持臂1和右夹持臂2，构成的主夹具组合固定，安装短螺杆7，使主夹具组合的夹持臂间距固定保持在9.5～15mm，将试样置于主夹具组合底部中间，通过旋转左夹持臂1和右夹持臂2的短螺杆7安装紧固被测试样。
70.本实施例夹具结构简单，使用方便，维护简单。
71.实施例七
72.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
73.在本实施例中，参见图5，所述夹持部的夹持臂内侧镀有绝缘层，或者，短螺杆7与试样接触的端部设有绝缘层。根据需要设计导电通路和绝缘部位，本实施例夹具结构简单，使用方便，维护简单。
74.实施例八
75.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
76.在本实施例中，参见图5，所述夹持部的内侧为弧形凹面，作为适应试样外部轮廓的夹持部结构。本实施例夹具能适合凸棱形状或者曲面形状试样进行夹持，结构简单，使用方便，维护简单。
77.实施例九
78.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
79.在本实施例中，参见图5，所述卡销8的底端与夹持臂进行配合连接，所述卡销8上端设有安装连接部9，使整体夹具与其他装置安装连接。方便试样与夹具的安装。
80.所述左夹持臂1和右夹持臂2的夹持臂宽度为8～15mm，高度为50～75mm，厚度为5～8mm。本实施例夹具结构简单，使用方便，维护简单。
81.实施例十
82.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
83.在本实施例中，参见图5，夹持臂的顶部孔位为固定整个夹具单元的卡销；中部镀有绝缘塑料，底部为带有螺孔的电解区域。根据需要设计导电通路和绝缘部位，本实施例夹具结构简单，使用方便，维护简单。
84.以下参照图8-图14，对本实用新型的非水溶液电解腐刻耐久性实验用夹具作进一步详细描述。
85.实施例十一
86.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
87.参见图8，根据所述试样一厚度确定主夹具组合间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保主夹具组合中间间距与试样一厚度一致；将试样一置于夹模中间并通过螺丝挤压试样将其固定在夹模组中间，保证试样底边与夹模组底边处于同一水平线。
88.实施例十二
89.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
90.参见图9，根据所述试样二厚度确定主夹具组合间距，通过螺杆将夹模组固定确保主夹具组合中间间距与试样二厚度一致；将试样二置于主夹具组合中间并通过螺丝挤压试样将其固定在主夹具组合中间，保证试样底边与夹模组底边处于同一水平线。
91.实施例十三
92.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
93.参见图10，根据所述试样三宽度确定主夹具组合间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保夹模组中间间距与试样三宽度一致；将试样三通过快速夹固定，研磨面与主夹具组合厚度边平行；将装有固定试样的快速夹通过螺杆与主夹具组合连接，此时快速夹与主夹具组合的夹持力方法垂直；确保连接部位无松动，否则会影响电解效果，保证试样底边与主夹具组合底边处于同一水平线。
94.实施例十四
95.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
96.参见图10，根据所述试样四宽度确定主夹具组合间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保主夹具组合中间间距与试样四宽度一致；将试样四通过快速夹固定，研磨面与主夹具组合厚度边平行；将装有固定试样的快速夹通过螺杆与带孔活动主夹具组合连接，此时快速夹与主夹具组合的夹持力方法垂直；确保连接部位无松动，否则会影响电解效果，保证试样底边与主夹具组合底边处于同一水平线。
97.实施例十五
98.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
99.参见图11，根据所述试样五宽度确定带孔活动夹模组间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保主夹具组合中间间距与试样五宽度一致；将试样五固定，研磨面与夹模厚度边平行；确保连接部位无松动，否则会影响电解效果，保证试样底边与主夹具组合底边处于同一水平线。
100.实施例十六
101.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
102.参见图12，根据所述试样六直接确定主夹具组合间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保主夹具组合中间间距与试样六直径一致；将试样六固定，研磨面与主夹具组合厚度边平行；确保连接部位无松动，否则会影响电解效果，保证试样截面圆最低点与主夹具组合底边处于同一水平线。
103.实施例十七
104.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
105.参见图13，根据所述试样七宽度确定主夹具组合间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保主夹具组合中间间距与试样七宽度一致；将试样七固定，研磨面与主夹具组合厚度边平行，确保连接部位无松动，否则会影响电解效果，保证试样底边与主夹具组合底边处于同一水平线。
106.实施例十八
107.本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
108.参见图14，根据所述试样四宽度确定主夹具组合间距，通过螺杆将主夹具组合固定确保主夹具组合中间间距与试样四宽度一致；将试样四固定，研磨面与主夹具组合厚度边平行；确保连接部位无松动，否则会影响电解效果，保证试样底边与主夹具组合底边处于同一水平线。
109.上述实施例针对现有技术中对非水溶液电解腐刻夹具普遍采用普通金属镊子，电解试样多样的特点，上述实施例根据钢材试样检验标准gb/t 10561-2005、din-50602和nf a 04-108中典型的块状、片状、圆柱状等8类试样提供了钢中第二相粒子的非水溶液电解腐刻耐久性夹具，可适用于上述八类试样的三维电解腐刻。该夹具包括由两配件构成的夹具组合、弹性薄片快速夹具、配套螺杆和螺丝。夹具及各组件由tc4钛合金等材料构成，具有耐腐蚀电解、接触性好、稳定性高、电解效率高、安装简便等特点，能有效的克服试样在电解过程中因与夹具的点接触或线接触导致的电流尖端放电、接触不良、电解效率低等缺点。
110.上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本实用新型的发明目的，只要不背离本实用新型的技术原理和发明构思，都属于本实用新型的保护范围。