(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210519879.5 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 江苏澄信检验检测认证有限公司 地址 214434 江苏省无锡市江阴市高新区 东外环路18 8号 (72)发明人 张强　冯秀梅　甘美露　王书强　 张发伦　沈睿　 (74)专利代理 机构 江阴市扬子专利代理事务所 (普通合伙) 32309 专利代理师 隋玲玲 (51)Int.Cl. G01N 3/42(2006.01) G01N 3/02(2006.01) B08B 1/00(2006.01) B08B 1/04(2006.01)F25D 1/00(2006.01) F25D 17/08(2006.01) (54)发明名称 一种高精度金属材料硬度测试设备及其使 用方法 (57)摘要 本发明涉及一种高精度金属材料硬度测试 设备及其使用方法， 属于金属材料性能测试的技 术领域。 它包括底箱， 所述底箱的上方设置有压 头， 所述压头上连接有升降装置， 所述升降装置 安装在支架上， 所述压头的一侧设置有清洁机 构， 所述底箱内部设置散热机构； 所述清洁机构 包括用于压头清洁杂质的清洁组件； 所述散热机 构包括用于试样散热的散热组件和用于试样稳 定的吸附组件。 本发明的一种高精度金属材料硬 度测试设备， 通过增设清洁机构以及散热机构， 不仅能够保证试样稳定， 还减少了热度和杂质给 实验结果带来的影响， 使实验结果精确。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114858633 A 2022.08.05 CN 114858633 A 1.一种高精度金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 包括底箱 （1） ， 所述底箱 （1） 的上方 设置有压头 （2） ， 所述压头 （2） 上连接有升降装置 （3） ， 所述升降装置 （3） 安装在支架上， 所述 压头 （2） 的一侧设置有清洁机构， 所述底 箱 （1） 内部设置 散热机构； 所述清洁机构包括用于 压头 （2） 清洁杂质的清洁组件； 所述散热机构包括用于试样 （28） 散热的散热组件和用于试样 （28） 稳定的吸附组件。 2.根据权利要求1所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述清洁机 构包括竖向设置的气管 （4） ， 所述气管 （4） 穿设在底箱 （1） 上， 所述气管 （4） 底部在底箱 （1） 内 连接设置气泵 （5） ， 所述气管 （4） 的顶端水平设置有固定管 （6） ， 所述固定管 （6） 与气管 （4） 连 通， 所述固定管 （6） 的远离压头 （2） 的一端与 支架壁密封连接， 所述固定管 （6） 内设置有移动 管 （7） ， 所述移动管 （7） 与固定管 （6） 的内壁滑动且密封连接， 所述移动管 （7） 远离气管 （4） 的 一端与收集管 （8） 连通设置， 所述收集管 （8） 为顶部开口底部密封的管状结构， 所述收集管 （8） 内安装有滤网 （9） ， 所述滤网 （9） 在竖直方向上位于移动管 （7） 上方， 所述收集管 （8） 侧壁 还连接设置有气缸 （10） ， 所述气缸 （10） 的缸体与固定管 （6） 的同侧支架侧壁连接； 气缸 （10） 驱动移动管 （7） 沿固定管 （6） 轴线方向靠 近或远离 压头 （2） 移动； 所述收集管 （8） 内设置清洁组件， 所述清洁组件位于滤网 （9） 的上方， 所述清洁组件包 括清洁盘 （11） ， 所述清洁盘 （11） 与收集管 （8） 同轴设置， 所述清 洁盘 （11） 与收集管 （8） 之间 设置有间隙， 所述清洁盘 （11） 的顶部铺设有刷毛 （12） ， 所述清洁盘 （11） 的底部设置有传动 单元。 3.根据权利要求2所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述传动单 元包括传动轴 （21） ， 所述传动轴 （21） 与收集管 （8） 同轴设置， 所述传动轴 （21） 的顶端固定设 置在清洁盘 （11） 上， 所述传动轴 （21） 的底端安装有扇叶 （22） ， 所述传动轴 （21） 通过轴承 （23） 与收集管 （8） 连接 。 4.根据权利要求1所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述吸附组 件包括设置在底箱 （1） 顶部的吸附孔 （13） ， 所述吸附孔 （13） 与压头 （2） 正对设置， 所述底箱 （1） 内竖向设置有吸附管 （14） ， 所述吸附管 （14） 的顶端密封且固定设置在底箱 （1） 内的顶 部， 所述吸附管 （14） 的底端密封， 所述吸附管 （14） 与吸附孔 （13） 连通， 所述底箱 （1） 内竖 向 设置有两个导管 （15） ， 两个导管 （15） 分别 位于吸附管 （14） 的两侧， 所述导管 （15） 的底端与 吸附管 （14） 连通， 所述导管 （15） 上设置有调 压杆 （16） ， 所述调 压杆 （16） 竖向活动且密封插 入导管 （15） 的顶端； 所述散热组件包括两个散热单元， 所述散热单元与导管 （15） 一一对应， 所述散热单元 包括散热孔 （17） 和竖向设置的升降管 （18） ， 所述散热孔 （17） 设置在底箱 （1） 的顶部， 所述升 降管 （18） 的顶端滑动且密封插入散热孔 （17） ， 所述升降管 （18） 与调 压杆 （16） 固定连接， 所 述升降管 （18） 的顶端密封且固定设置有密封块 （19） ， 所述升降管 （18） 的靠近吸附管 （14） 的 一侧设置有通孔 （20） ， 所述通孔 （20） 位于底箱 （1） 内， 所述升降管 （18） 上设置有两个复位部 件， 两个复位部件以升降管 （18） 的轴线为中心周向均匀分布。 5.根据权利要求4所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述复位部 件包括固定块 （24） ， 所述固定块 （24） 与升降管 （18） 连接， 所述固定块 （24） 的顶部设置有弹 簧 （25） ， 所述固定块 （24） 通过弹簧 （25） 与底箱 （1） 内的顶部连接， 所述固定块 （24） 上活动穿 设有连接杆 （26） ， 所述连接杆 （26） 的顶端固定设置在底箱 （1） 内的顶部， 所述通孔 （20） 位于权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114858633 A 2固定块 （24） 的上 方。 6.根据权利要求5所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述连接杆 （26） 的底端固定设置有限位 块 （27） ， 所述限位 块 （27） 与固定块 （24） 抵 靠。 7.根据权利要求6所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述限位块 （27） 和连接杆 （26） 为 一体成型 结构。 8.根据权利要求4所述的一种高精度 金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 所述密封块 （19） 的顶部与底箱 （1） 的顶部处于同一平面， 所述密封块 （19） 与散热孔 （17） 的内壁滑动且 密封连接 。 9.根据权利要求4所述的一种高精度金属材料硬度测试设备， 其特征在于： 两个导管 （15） 以吸附管 （14） 的轴线为中心周向均匀分布。 10.一种高精度金属材 料硬度测试设备的使用方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤一： 将金属试样 （28） 放置在底 箱 （1） 的顶部， 且使金属试样 （28） 堵住吸附孔 （13） ； 步骤二： 将气泵 （5） 启动， 使空气依次从收集管 （8） 、 移动管 （7） 、 固定管 （6） 和气管 （4） 输 送至底箱 （1） 内， 使底箱 （1） 内的气压增大， 在气压的作用下， 使密封块 （19） 带动升降管 （18） 向上移动， 升降管 （18） 的向上移动使升降管 （18） 通过通孔 （20） 与底箱 （1） 的外部连通， 底箱 （1） 内的空气则从升降管 （18） 上的通孔 （20） 排出并作用到试样 （28） 上， 且升降管 （18） 的上 升带动调压杆 （16） 在导管 （15） 内同步上升， 从而使吸附管 （14） 内的空气输送至导管 （15） 内， 则使吸附孔 （13） 内的气压降低， 在气压的作用下， 使吸附孔 （13） 吸附试样 （28） ； 步骤三： 通过气缸 （10） 驱动收集管 （8） 沿固定管 （6） 轴线方向向着靠近压头 （2） 方向移 动， 并使收集管 （8） 移动至压头 （2） 的正下方， 收集管 （8） 的移动带动移动管 （7） 同步移动， 移 动管 （7） 始终插入固定管 （6） 内， 随后通过升降装置 （3） 使压头 （2） 向下移动后插入收集管 （8） 内， 并使压头 （2） 与清洁盘 （11） 上的刷毛 （12） 抵靠， 通过收集管 （8） 内空气的流动作为 驱 动力使传动单元带动清洁盘 （11） 绕着收集管 （8） 的轴线转动， 从而使刷毛 （12） 刷下压头 （2） 上的杂质， 杂质掉 落并通过 滤网 （9） 截留， 实现压 头 （2） 的清洁； 步骤四： 压头 （2） 清洁完毕后， 通过升降装置 （3） 使压头 （2） 上升实现复位， 然后， 气缸 （10） 驱动收集管 （8） 反向移动实现复位， 此时， 升降装置 （3） 再次驱动压头 （2） 下降， 使压头 （2） 与试样 （28） 抵 靠并对试样 （28） 施加设定载荷， 使试样 （28） 上产生凹陷； 步骤五： 升降装置 （3） 驱动压 头 （2） 上升实现复位； 步