[发明专利]一种获取圆柱状试块的磨削打孔取样刀具及其使用方法

说明书

本发明属于检测取样设备技术领域，公开了一种获取圆柱状试块的磨削打孔取样刀具及其使用方法，筒状刀具的底端与刀柄通过刀体固定连接；筒状刀具内壁开设有螺旋形刻槽，所述筒状刀具顶端的刀具刃部作硬化处理并在刀具内外表面制备耐磨涂层，刀柄中心设置有冷却液通道，筒状刀具内部在冷却液通道外侧通过螺钉固定有遮挡板。本发明具有独特的筒状结构并且刃口顶部和内外表面覆盖耐磨涂层，该种结构是首次应用在打孔取样采用磨削机制，具有首创性；切削刀具具有体积小，易于携带、安装等优点，能够切除一块完整不受热/机械影响的圆柱形试样，试样直径在10～100mm，高度在10～80mm。

技术领域

本发明属于检测取样设备技术领域，尤其涉及一种获取圆柱状试块的磨削打孔取样刀具及其使用方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：目前我国诸多行业在力学性能检测、组织分析、缺陷定性等方面，特别是钢板、特种设备、压力管道方面。为保证产品质量、服役安全、缺陷性质确认，以往全部采用大规模破坏性取样进行常规性能分析。破坏性取样和常规性能检测不仅耗时费力，而且成本非常高，极大地浪费资源。如何快速，取出一小块试样进行各种性能检测，分析，是当前诸多行业的急迫需求。

一些科学家于20世纪80年代初提出的小冲杆试验(Small Punch Tests,SPT)等一系列小试样测试技术，具有广阔的应用前景。小试样测试技术在拉伸、疲劳、断裂、蠕变等方面已经标准化，只要取样质量得到的保证，小试样技术可解决当前传统方法的一切问题。小冲杆测试技术结合了传统取样检测和无损检测的优势，同时克服了二者的劣势，最重要的仅需要在本体上取下一小块材料即可。

过去提出的微损取样设备主要针对设备性能劣化情况，只适用于核电。石油化工等极少数壁厚很厚的设备，而且要求取样厚度很小。无法满足取样厚度较厚，不同位置，裂纹性质等检测。工业常用的取芯钻一是取样尺寸过大，另外发热严重，破坏待检材料的性能，不能适用于在钢铁、造船、冶金，以及核电和石油化工的薄壁或者出现裂纹设备的取样性能检测。打孔磨削型取样机的筒状刀具对材料和加工制造工艺提出了极高的要求，现有的材料和加工工艺难以加工出符合要求的刀具。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)传统的微损取样设备无法满足取样厚度较厚，不同位置，裂纹性质等检测。

(2)工业常用的取芯钻取样尺寸过大，另外发热严重，破坏待检材料的性能，不能适用于在钢铁、造船、冶金，以及核电和石油化工的薄壁或者出现裂纹设备的取样性能检测。

(3)打孔磨削型取样机的筒状刀具对材料和加工制造工艺提出了极高的要求，现有的材料和加工工艺难以加工出符合要求的刀具。

解决上述技术问题的难度：传统的微损取样设备因运动机构的限制只能取特定位置的厚度(2-5mm)和直径最大为50mm的球冠，无法完整的取下整个裂纹或者整体厚度的试样；工业上的取芯钻的主要目的是挖空，而不是取样，由于切割原理和冷却方式问题，无法解决；筒状刀具的材料要求硬度高，先加工后热处理，且要求高的动平衡，加工过程中任意一个环节出现问题都会导致刀具的报废，选择刀具材料是一个难题。

解决上述技术问题的意义：通过本发明的设计开发，制造出质量可靠，具有高的动平衡的刀具，通过特有设计，解决取样过程中冷却问题，可获取高质量的圆柱状试样，满足石油化工、核电等行业中不同取样需求，用于材质劣化分析、缺陷性质确定等，对核电、石油化工等行业大型重型设备的可靠性评价提供基本技术支持，并推广小试样测试技术。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种获取圆柱状试块的磨削打孔取样刀具及其使用方法。

本发明是这样实现的，一种获取圆柱状试块的磨削打孔取样刀具包括筒状刀具以及一体化设置在刀具底端的刀柄，所述筒状刀具的底端与刀柄通过刀体固定连接；