Установка для изготовления образцов

Полезная модель относится к устройствам для изготовления образцов для оценки микроструктуры методами оптической микроскопии и может быть использована для получения полированных образцов различных материалов, например, коксов на основе нефтяных и каменноугольных пеков, металлов, сплавов, органических и неорганических волокон и т.д. Задачей полезной модели является улучшение качества изготовления полированных образцов, расширение технологических возможностей устройства для изготовления образцов за счет возможности использования данного устройства в качестве держателя образца при шлифовке или полировке упомянутого образца, а также снижение расхода материалов для изготовления образцов. Устройство включает цилиндрическое основание, установленную на основание цилиндрическую матрицу с внутренней цилиндрической полостью и выталкивающее приспособление, при этом матрица жестко закреплена на основании, в основании по его оси выполнено сквозное резьбовое отверстие, снабженное крышкой со стороны полости матрицы, а выталкивающее приспособление выполнено с возможностью перемещения в резьбовом отверстии.

Область техники.

Полезная модель относится к устройствам для изготовления образцов для оценки микроструктуры методами оптической микроскопии и может быть использована для получения полированных образцов различных материалов, например, коксов на основе нефтяных и каменноугольных пеков, металлов, сплавов, органических и неорганических волокон и т.д.

Предшествующий уровень техники.

Наиболее близким к предложенному устройству для изготовления образцов является устройство для исследования микроструктуры, раскрытое в ГОСТе 26132-84.

Данное устройство для изготовления образцов представляет собой съемную цилиндрическую металлическую матрицу, расположенную на цилиндрическом металлическом основании, и плунжер.

Устройство работает следующим образом. В матрицу засыпается смесь исследуемого вещества (кокса) и пластичной, твердеющей на воздухе среды (шеллака) и прессуется с помощью плунжера в течение 10-15 секунд с получением образца-штабика. Далее матрица снимается « основания и полученный образец-штабик при помощи плунжера выталкивается из матрицы, после чего образец подвергается последовательному шлифованию, полированию и исследованию его микроструктуры.

К недостаткам известного технического решения относится следующее: использование известного устройства приводит к получению неравномерно пропитанного шеллаком образца, вследствие чего возникают проблемы при закреплении образца в гнезде держателя, а также в процессе шлифования.

Задачей полезной модели является улучшение качества изготовления полированных образцов, расширение технологических возможностей устройства для изготовления образцов за счет возможности использования данного устройства в качестве держателя образца при шлифовке или полировке упомянутого образца, а также снижение расхода материалов для изготовления образцов.

Поставленная задача решается устройством для изготовления образца для исследования микроструктуры, включающим цилиндрическое основание, установленную на основание цилиндрическую матрицу с внутренней цилиндрической полостью, и выталкивающее приспособление, в соответствии с которым матрица жестко закреплена на основании, в основании по его оси выполнено сквозное резьбовое отверстие, снабженное крышкой со стороны матрицы, а выталкивающее приспособление выполнено с возможностью перемещения в резьбовом отверстии.

В частных воплощениях изобретения целесообразно, чтобы внешний диаметр матрицы был равен диаметру основания.

Устройство может быть дополнительно снабжено съемными цилиндрическими стенками, примыкающими к внутренним или внешним поверхностям матрицы.

Полезная модель может быть проиллюстрирована следующими фигурами.

На фиг.1 изображена общая схема предложенного устройства.

На фиг.2а и 2б изображено устройство со съемными стенками.

На фиг.3 изображено устройство с внутренней ступенчатой полостью.

Позиции на чертежах означают следующее:

1 - устройство для изготовления образцов

2 - основание

3 - матрица

4 - внутренняя полость матрицы

5 - резьбовое отверстие

6 - крышка

7 - выталкивающее приспособление

8 - образец

9 - съемная стенка

10 - ступени

Полезная модель реализуется следующим образом.

В устройстве (1) для изготовления образцов на основании (2) жестко закреплена матрица (3) с внутренней полостью (4). В основании (2) по его центральной оси выполнено резьбовое отверстие (5), прикрытое крышкой (6). В резьбовое отверстие (5) входит выталкивающее приспособление (7), которое выполнено с возможностью перемещения по данному резьбовому отверстию (5) для удаления образца (8) из матрицы. Выталкивающее приспособление (7) представляет собой винт с наружной резьбой, соответствующей резьбовому отверстию (5) описываемого устройства.

Выполнение устройства (1) для изготовления образцов в таком виде позволяет не только изготавливать в устройстве образцы (8), но, также шлифовать и полировать образцы, не вынимая из устройства, и только после этих операций удалять образцы без их разрушения или каких-либо поверхностных дефектов из матрицы (3).

Устройство может быть снабжено съемными стенками (9), которые примыкают к стенкам, образующим полость (4) (см. фиг.2а) или примыкают к внешним стенкам матрицы (3) (см. фиг.2б). Съемные стенки (9) выполняются из полимерных материалов (полипропилен, полиэтилен и т.д.), удерживающих смесь исследуемого вещества (кокса) и эпоксидной смолы. Выполнение внешней стенки (9) возможно с использованием липкой ленты (скотч). При шлифовании указанные стенки не препятствуют шлифованию основного образца, поскольку обладают существенно меньшей твердостью.

Внутренняя полость матрицы (4) может быть выполнена ступенчатой с уменьшением диаметра ступеней (10) к основанию (см. фиг.3). Наличие ступеней (10) с различным диаметром позволяет использовать съемные стенки (9) необходимого диаметра, что обеспечивает контроль расхода используемой эпоксидной смолы, а также регулирование диаметра шлифуемой поверхности для специальных задач.

Поверх резьбового отверстия (5) помещают крышку (6) диаметром, соответствующим минимальному диаметру внутренней съемной стенки (9). Крышка выполняется из любого полимерного материала (полиэтилен, полипропилен, ПЭТФ и т.д.) и служит для предотвращения попадания эпоксидной смолы в резьбовое отверстие (5), что облегчает дальнейшее извлечение отвержденного образца (8) из устройства (1), а также снижает расход эпоксидной смолы при приготовлении образца. Дополнительный эффект использования крышки (6) заключается в перераспределении нагрузки на отвержденный образец при извлечении его с помощью выталкивающего приспособления (7), что исключает растрескивание отвержденного образца (8) и нарушение его целостности.

Данное устройство позволяет автоматизировать процесс шлифования, поскольку независимо от диаметра получаемой поверхности для шлифования образец может быть закреплен в держателе одного типоразмера, поскольку крепление осуществляется благодаря металлической матрице, на которой размещен приготовляемый образец.

Устройство работает следующим образом.

Образец (8) изготавливают из смеси исследуемого материала (кокса) с твердеющим на воздухе связующим (эпоксидной смолой). Смесь заливают во внутреннюю полость (4) матрицы (3) со стенками и оставляют на воздухе для затвердения.

После завершения процесса твердения устройство (1) вместе с размещенным в нем образцом (8) подвергают шлифованию и полированию с получением шлифов для изучения микроструктуры кокса. При этом жесткозакрепленная матрица (3) на основании (2) вместе с крышкой (6), прикрывающей резьбовое отверстие (5) не позволяют образцу (8) деформироваться и смещаться при закреплении и шлифовании образца После завершения процесса шлифования образец (8) с помощью выталкивающего приспособления (7) извлекается из устройства (1) без повреждений и нарушения каких либо поверхностей. Устройство (1) после извлечения образца (8) полностью готово к повторному использованию.

Аналогичным образом готовили образцы (8) из смеси эпоксидный смолы марки ЭД-20 с углеродными волокнами марки ВМН-4МТ, а также изготовляли образец для исследования микроструктуры из алюминиевого сплава.

Для этого брали вырезанный в виде пластинки образец сплава, во внутреннюю полость (4) заливали эпоксидную смолу и устанавливали в полость пластину исследуемого сплава.

Далее образцы для исследований подвергали операциям шлифовки и полировки в соответствий с примером получения образца из кокса.

После извлечения образцов поверхность была идеально гладкой, не наблюдалось трещин, сколов и деформаций поверхности образцов.

1. Устройство для изготовления образца для исследования микроструктуры, включающее цилиндрическое основание, установленную на основание цилиндрическую матрицу с внутренней цилиндрической полостью и выталкивающее приспособление, отличающееся тем, что матрица жестко закреплена на основании, в основании по его оси выполнено сквозное резьбовое отверстие, снабженное крышкой со стороны полости матрицы, а выталкивающее приспособление выполнено с возможностью перемещения в резьбовом отверстии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний диаметр матрицы равен диаметру основания.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено съемными цилиндрическими стенками, примыкающими к внутренним или внешним поверхностям матрицы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полость матрицы выполнена ступенчатой с уменьшением диаметра ступеней к основанию.