本發(fā)明涉及金屬材料物理性能檢測的設(shè)備，尤其是指用于測量熱雙金屬溫曲率性能的檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

熱雙金屬材料是由不同膨脹系數(shù)的兩層或兩層以上的金屬或合金，彼此牢固結(jié)合而成的復(fù)合材料。

由于各組元層的熱膨脹系數(shù)不同及熱雙金屬截面的內(nèi)應(yīng)力分布不均勻，當(dāng)熱雙金屬溫度變化時，這種復(fù)合材料的曲率將會產(chǎn)生變形。熱雙金屬因溫度變化而產(chǎn)生彎曲的特性，稱為熱敏感性。

熱敏感性，是衡量熱雙金屬對溫度敏感程度的一項重要指標(biāo)，也是熱雙金屬最主要的性能之一。熱雙金屬材料的“溫曲率性能”，是表示溫度與熱敏感程度的物理量。

目前，國內(nèi)市場上沒有現(xiàn)成的、商品型的、成套的檢測熱雙金屬溫曲率性能的儀器。

隨著鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)對熱雙金屬產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，如何提供一種能夠檢測熱雙金屬產(chǎn)品溫曲率性能的設(shè)備是困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的一個難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：設(shè)計一種測量熱雙金屬溫曲率性能的測試架，該裝置與恒溫油槽、電子接觸指示器匹配后可以測量20～300℃范圍內(nèi)的熱雙金屬試樣的“溫曲率性能”，最大測量偏差不超過±1.0％。

該檢測裝置具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，試樣易于固定，操作方便，測量精度高、測量重復(fù)性好，且與實際使用狀態(tài)相仿等優(yōu)點，解決了檢測熱雙金屬產(chǎn)品溫曲率性能的技術(shù)難題。滿足了各類熱雙金屬的溫曲率性能檢測需求，特別是能夠為本公司的軍工產(chǎn)品提供必不可少的溫曲率參數(shù)，為產(chǎn)品質(zhì)量提供保證。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種用于檢測溫曲率性能的測試架，是自制的、獨創(chuàng)的，包括圓形支撐板、平面板、四根支架、套筒、標(biāo)尺、兩個移動小標(biāo)尺、兩個試樣夾持架，四根所述 支架呈矩形排列地固設(shè)在圓形支撐板的下表面，所述圓形支撐板的上表面固設(shè)有平面板，所述平面板的兩端各固設(shè)有一個嵌塊，兩個所述嵌塊之間架設(shè)有兩條相互平行的導(dǎo)向梁，兩條所述導(dǎo)向梁上活動設(shè)置有兩個“匚”字形滑塊以及一個U形槽塊，兩個所述“匚”字形滑塊背對背設(shè)置，所述U形槽塊設(shè)置于兩個“匚”字形滑塊之間，所述套筒嵌設(shè)在U形槽塊的槽部，所述標(biāo)尺嵌設(shè)在兩個嵌塊之間，兩個所述移動小標(biāo)尺嵌設(shè)在標(biāo)尺下方，且對稱分布于套筒的兩側(cè)，所述試樣夾持架活動設(shè)置在兩根支架之間，且兩個所述試樣夾持架相互平行，兩個所述試樣夾持架位于四根支架所組成的矩形的寬邊上。

作為優(yōu)選方案，所述套筒內(nèi)還穿設(shè)有測量桿，所述測量桿內(nèi)穿設(shè)有測量筆。

作為優(yōu)選方案，還包括恒溫油槽，所述恒溫油槽架設(shè)在圓形支撐板上，且使四根支架深入恒溫油槽內(nèi)部。

作為優(yōu)選方案，所述兩個嵌快之間還固設(shè)有嵌塊連接板，所述嵌塊連接板與標(biāo)尺相對設(shè)置。

作為優(yōu)選方案，所述套筒頂部固設(shè)有測微頭，所述測微頭與一電子接觸指示器電連接。

作為優(yōu)選方案，所述試樣夾持架的兩端各設(shè)有一個試樣夾緊螺釘。

作為優(yōu)選方案，所述測微頭通過鎖緊螺母與套筒固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1.本發(fā)明提供的用于檢測雙金屬熱敏性能的測撓器裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，靈敏度高，重復(fù)性、穩(wěn)定性好的特點；

2.該檢測設(shè)備，可以測量20～300℃范圍內(nèi)的溫曲率值，最大測量偏差不超±1.0％；

3.該檢測設(shè)備可以滿足各類熱雙金屬的溫曲率檢測需求，特別是能夠為軍工產(chǎn)品提供必不可少的溫曲率參數(shù)；

4.該檢測設(shè)備為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保證，使本公司取得了巨大的經(jīng)濟效益。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1溫曲率測試的工作原理圖；

圖2是本發(fā)明的正視圖；

圖3是本發(fā)明的左視圖；

圖4是本發(fā)明的俯視圖；

圖中：1、圓形支撐板；2、平面板；3、嵌塊；4、導(dǎo)向梁；5、“匚”字形滑塊；6、U形槽塊；7、套筒；8、標(biāo)尺；9、移動小標(biāo)尺；10、支架；11、試樣夾持架；12、測量桿；13、測量筆；14、樣品；15、嵌塊連接板；16、“匚”字形滑塊固定螺釘；17、測量筆固定螺母；18、試樣夾緊螺釘；19、測微頭；20、鎖緊螺母；21、恒溫油槽；22、電子接觸指示器。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明提供的一種用于檢測溫曲率性能的測試架，是自制的、獨創(chuàng)的，包括圓形支撐板1、平面板2、四根支架10、套筒7、標(biāo)尺8、兩個移動小標(biāo)尺9、兩個試樣夾持架10，四根支架10呈矩形排列地固設(shè)在圓形支撐板1的下表面，圓形支撐板1的上表面固設(shè)有平面板2，平面板2的兩端各固設(shè)有一個嵌塊3，兩個嵌塊3之間架設(shè)有兩條相互平行的導(dǎo)向梁4，兩條導(dǎo)向梁4上活動設(shè)置有兩個“匚”字形滑塊5以及一個U形槽塊6，兩個“匚”字形滑塊5背對背設(shè)置，U形槽塊6設(shè)置于兩個“匚”字形滑塊5之間，套筒7嵌設(shè)在U形槽塊6的槽部，標(biāo)尺8嵌設(shè)在兩個嵌塊之間，兩個移動小標(biāo)尺9活動嵌設(shè)在標(biāo)尺8下方，且對稱分布于套筒7的兩側(cè)，試樣夾持架11活動設(shè)置在兩根支架10之間，且兩個試樣夾持架11相互平行，兩個試樣夾持架11位于四根支架10所組成的矩形的寬邊上。

作為優(yōu)選方案，所述套筒7內(nèi)還穿設(shè)有測量桿12，測量桿12內(nèi)穿設(shè)有測量筆13。

作為優(yōu)選方案，還包括恒溫油槽21，恒溫油槽21架設(shè)在圓形支撐板1上，且使四根支架10深入恒溫油槽21內(nèi)部。

作為優(yōu)選方案，兩個嵌快3之間還固設(shè)有嵌塊連接板15，嵌塊連接板15與標(biāo)尺8相對設(shè)置。

作為優(yōu)選方案，套筒7頂部由鎖緊螺母20固設(shè)有測微頭19，測微頭19與一電子接觸指示器22電連接。

作為優(yōu)選方案，試樣夾持架11的兩端各設(shè)有一個試樣夾緊螺釘18。

在一種實施方式中，平面板的形狀是規(guī)則的長方形，長度270mm，寬度100mm，高度10mm，長方形平面板的底部有一個圓形的支撐板與之膠合，形成測試架平臺，圓形支撐板外形直徑200mm，高度10mm，臺階高6mm，內(nèi)形直徑180mm，略大于恒溫油槽頂部的開孔；圓形支撐板的中心有1個直徑13mm的圓孔；有4個尺寸相同的條形槽孔(便于固定聯(lián)合金屬支架)；圓形支撐板的下部是聯(lián)合金屬支架(保證測試架平臺與水平面平行)；測試架平臺頂部的平面板、圓形支撐板均由非金屬絕緣材料制成；

位移滑道由兩根導(dǎo)向梁、“匚”字形滑塊、嵌塊組成；導(dǎo)向梁為一根金屬圓棒，金屬圓棒長度各為275mm，直徑10mm，等距離固定在測試架平臺的非金屬平面板的長度方向，平面板邊緣的寬度方向有2個等寬20mm的嵌塊左右與之相接；兩個“匚”字形滑塊的總長度80mm，寬度45mm，厚度17mm，頭尾部各20mm，間距40mm，頭與尾各有1個11mm的小孔；導(dǎo)向梁穿過小孔，使兩個“匚”字形滑塊在平面板的中心線上等距離兩兩相背；導(dǎo)向梁穿過“匚”字形滑塊、U形槽塊、平面板左右邊緣兩端的嵌塊，固定在平面板上；

測試架平臺的平面板和圓形支撐板上有四個等距離的條形槽孔，條形槽孔的長度50mm，寬度15mm，位置與平面板的中心線等距離兩兩對稱，平面板的條形槽孔與圓形支撐板的條形槽孔重疊；

U形槽塊的長度80mm，高度30mm，槽口寬20mm，槽間距40mm，槽底厚5mm，槽底中部有一個12mm的小孔，用緊固螺栓把金屬套筒固定在槽底上；槽頭與槽尾各有一個11mm的小孔，兩根導(dǎo)向梁穿過小孔，把U形槽塊固定在平面板上；

金屬套筒的外徑30mm、內(nèi)徑10mm、高度60mm，固定在U形槽底的中部，金屬套筒的下部與測量桿連接；

測量桿放置在測試架平臺的中部，頂端與套筒相接，由兩根導(dǎo)向梁、鎖緊螺栓聯(lián)接固定在位移滑道的中心線上；測量桿直徑12mm、總長度100mm，底部是10mm的螺紋口，由低膨脹合金材料制成；

測量筆是一根金屬棒，直徑5mm，長度170mm，下部呈尖形，可插入套筒與測量桿內(nèi)，由低膨脹合金材料制成；

金屬標(biāo)尺放置在測試架平面板的側(cè)面，與平面板保持垂直，金屬標(biāo)尺高度12mm、總長度200mm，兩個移動小標(biāo)尺用緊固螺栓等距離鑲嵌在金屬標(biāo)尺下方；

四個支架均為金屬圓棒，組成聯(lián)合支架，金屬圓棒直徑10mm，高度160mm，頂部穿過圓形支撐板、平面板的條形槽孔，使聯(lián)合金屬支架與測試架平臺的平面板保持垂直； 聯(lián)合金屬支架的下部有試樣夾持架，夾持架上左右各有1個點狀支座；擰緊試樣夾緊螺釘，可將試樣橫向水平固定在夾持架的點狀支座上；

測微頭是市場購買的，具有尺寸刻度功能，上部是刻度盤、旋轉(zhuǎn)紐，下部是凸出的金屬棒；

恒溫油槽是市場購買的，整體呈密封狀，頂部有一個開口，開口形狀與測試架平臺頂部的圓形支撐板相似，尺寸小于圓形支撐板；恒溫油槽內(nèi)有一個控制油溫的加熱器(常規(guī))；

電子接觸指示器是一個簡單的串聯(lián)電路(類似于電燈的串聯(lián)電路)，有兩個電源接觸頭A、B；電源接觸頭A與測微頭相連，電源接觸頭B與金屬標(biāo)尺相連。

檢測溫曲率性能工作時的情況如下：

1.將測試架平臺、位移滑道、兩根導(dǎo)向梁、“匚”字形滑塊、嵌塊、條形槽孔、U形槽塊、金屬套筒、測微頭、測量桿、測量筆、金屬標(biāo)尺、聯(lián)合金屬支架、鎖緊螺栓、緊固螺栓、試樣夾緊螺釘組成的測試架連成一體；

2.將待測的雙金屬試樣，插入測試架聯(lián)合金屬支架下部的試樣插入槽口，擰緊試樣夾緊螺釘，將試樣夾??；

3.移動固定在位移滑道上的測量桿，使測量筆位于試樣中部；旋轉(zhuǎn)測量筆上部的測微頭，使測量筆向下延伸，與試樣接觸；將恒溫油槽的油溫，加熱到室溫T₁；

將測試架放在恒溫油槽的上面，讓測試架平臺平面板的下部，從恒溫油槽頂部的開口，進入恒溫油槽內(nèi)，試樣浸入在室溫T₁的油中；熱雙金屬試樣因溫度變化而產(chǎn)生彎曲；

4.將電子接觸指示器的兩個電源接觸頭，分別與測微頭、金屬標(biāo)尺相通，使電子接觸指示器、測微頭、測量筆、金屬標(biāo)尺、試樣、聯(lián)合金屬支架形成一個回路；旋轉(zhuǎn)測量筆上部的測微頭，測量出熱雙金屬試樣的彎曲變形讀數(shù)值f₁；

5.將恒溫油槽的油溫，加熱到高溫T₂；

6.旋轉(zhuǎn)測量筆上部的測微頭，測量出熱雙金屬試樣的彎曲變形讀數(shù)值f₂；

7.根據(jù)讀數(shù)值f₁、f₂，及相應(yīng)計算方法，得出該熱雙金屬試樣的溫曲率性能。

測試實例

1.接通電源，開啟精密恒溫油槽。

2.測量前檢查整個設(shè)備，使設(shè)備處于良好狀態(tài)：輸入電壓220V±5％。

3.測量前將試樣輕輕校直，清除表面臟物和試樣與測量桿接觸部的表面氧化色。

4.將試樣裝入聯(lián)合金屬支架內(nèi)，夾緊試樣，使試樣高膨脹層向上，并保持平直水平狀態(tài)。

5.按試樣測試長度要求，調(diào)整測量桿至聯(lián)合金屬支架固定端距離。

7.待室溫穩(wěn)定后，記錄精密恒溫油槽控溫儀表上顯示的室溫T1，然后旋動測微頭，當(dāng)測量桿的尖端與試樣表面接觸的瞬間，由高靈敏電子接觸指示器發(fā)出信號時記錄室溫時的試樣自由端位置f₁。

8.按照測量所需溫度，調(diào)整精密恒溫浴槽控溫儀表，然后接通精密恒溫浴槽加熱開關(guān)，接通攪拌器電源，使精密恒溫油槽開始升溫。

9.以100C℃/時加熱速度，從室溫升至測溫溫度，然后保溫15～20分鐘，記錄精密恒溫浴槽控溫儀表上顯示的測量溫度T₂。

10.切斷攪拌器電源，然后旋動測微頭，當(dāng)測量桿的尖端與試樣表面接觸的瞬間，由高靈敏電子接觸指示器發(fā)出信號時，記錄測量時的試樣自由端位置f₂。

11.測量結(jié)束，關(guān)閉油槽，關(guān)閉電源。

12.將上述測得的T₁、T₂和f₁、f₂，按以下公式計算溫曲率F值：

$F=\frac{8\mathrm{\δ}}{T_2-T_1}\×[\frac{f_2}{L^2+4f_2\mathrm{\δ}+4{f_2}^2}-\frac{f_1}{L^2+4f_1\mathrm{\δ}+4{f_1}^2}]$

式中：F：溫曲率，l0^-6/℃

δ：試樣厚度，mm；

T₁：試樣的初始測量溫度，℃；

T₂：試樣的終至測量溫度，℃；

f₁：為T₁時的試樣撓度，mm；

f₂：為T₂時的試樣撓度，mm。

測量結(jié)果

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。