专利名称：一种球痕式镀层测厚仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镀层厚度测量仪器，具体为一种球痕式镀层测厚仪。
背景技术：
目前，材料的表面改性已经广泛地应用于工业、农业、国防等诸多领域，镀层工艺 作为一种表面改性的方法，因其可有效的改变材料表面的性质(物理、化学性质)，从而提 高工件表面的各项性能，如提高工件表面的硬度和耐磨性、提高工件表面的耐蚀、耐高温 性，进而延长工件的使用寿命，从而引起了人们的关注。到目前为止，利用各种离子镀层工 艺，如多弧离子镀工艺、磁控溅射离子镀工艺等，人们已经研发出了多种镀层产品，其在模 具、工具和装饰等领域的应用，已经产生了巨大的经济效益和社会效益。对于镀层产品来说，镀层的厚度因为与产品的各项性能、功能关系密切，成为一条 衡量镀层产品质量的重要指标。于是，镀层厚度的检测就成为镀层产品质量检测的重要一 环。镀层厚度的检测有多种方法，目前常用的仪器如轮廓仪、台阶仪，进行测量，或者 利用扫描电子显微镜直接观察镀层断面并测量，但使用这些方法存在很多缺点，如设备 体积大、设备成本高，测量周期长，制样不便等，无法满足镀层工业生产中对镀层厚度方便、 快速检测的要求。因此，需要一种小型化、设备成本低、测量周期短、制样简便的能满足镀层工业化 生产需要的检测设备。因而，现有技术还有待于改进和提高。

发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单方便、测量周期短、速度快、体积小、成本低 的镀层厚度检测设备。。本发明的技术方案包括一种球痕式镀层测厚仪，其中包括磨球、旋转臂、马达、检测台、仪器架；所述旋 转臂、马达、检测台设置在仪器架上，所述磨球置放在旋转臂与检测台之间并压在检测台表 面；所述马达与旋转臂机械传动连接。所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的旋转臂上设有梯形槽；所述的磨球置于 梯形槽内，当马达带动旋转臂转动时，梯形槽与磨球摩擦使磨球旋转。所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的检测台倾斜设置在仪器架上，检测台用于 放置检测样品，磨球压在样品表面。所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的检测台背面设有位置调整旋钮。所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的检测台位置调整旋钮调整范围为检测台 与平面法线夹角为15° 45°。所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的马达上设有调速旋钮。
所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的调速旋钮调速范围为旋转臂转速从1转/ 分钟到1800转/分钟。所述的球痕式镀层测厚仪，其中所述的磨球直径范围为28 32毫米本发明产生的技术效果是用马达通过旋转臂梯形槽摩擦带动磨球在样品表面带 压力转动，在样品上压磨出展示镀层厚度的球痕，通过球痕图形数据测算出镀层的厚度，操 作简单方便，测量周期短、速度快、制样简便、设备体积小、成本低廉。


图1为本发明球痕式镀层测厚仪的主视图；图2为本发明球痕式镀层测厚仪的侧视图；图3为本发明球痕式镀层测厚仪测量厚度的原理图；图4为本发明球痕式镀层测厚仪获得的球痕图形图。
具体实施例方式以下结合附图实施例，说明本发明的结构原理如下如图1、图2所示，本发明球痕式镀层测厚仪的结构包括磨球1、旋转臂2、马达3、 检测台4、仪器架5 ；旋转臂2、马达3、检测台4设置在仪器架5上，磨球1置放在旋转臂2 与检测台4之间并压在检测台4表面；马达3与旋转臂2机械传动连接。旋转臂2上设有梯形槽；磨球1置于梯形槽内，当马达3带动旋转臂2转动时，梯 形槽与磨球1摩擦使磨球1旋转。检测台4倾斜设置在仪器架5上，检测台4用于放置检测样品6。磨球1被旋转臂 2的梯形槽和样品台4夹在中间，由于重力的作用，磨球1压在了试样6的表面。当旋转臂 2按照试验所选择的速度旋转时，由于旋转臂2梯形槽侧壁与磨球1之间的摩擦力的作用， 旋转臂2带动磨球1 一起转动，从而造成了磨球1对试样6表面镀层的磨损。检测台4背面设有位置调整旋钮41，通过调整位置调整旋钮41可使检测台4与底 座5上平面法线的夹角在15°到45°范围内变化。马达3上设有调速旋钮31，用以调整马达3的转动速度，使旋转臂2的转速可在1 转/分钟到1450-1800转/分钟范围内变动。本发明球痕式镀层测厚仪磨球直径范围为28 32毫米，可测试试样厚度范围1 毫米至15毫米。镀层测算原理与球痕图形如图3、图4所示。如图4所示，经球痕测厚仪的磨损，在试样6的表面会留下由2个同心圆组成的球 痕，这两个同心圆将试样表面分成了 3个区域，分别为镀层表面62、基体61和剩余镀层部 分62a。这里用d表示小圆直径，D表示大圆直径。 由图3可知，镀层的厚度t可由式t = [R2- (d/2)2]1/2- [R2- (D/2)2]1/2计算得出，其 中R为磨球的半径；D与d由带有测量设备的显微镜测量出来。 综上所述，本发明用马达通过旋转臂梯形槽摩擦带动磨球在样品表面带压力转 动，在样品上压磨出展示镀层厚度的球痕，通过球痕判断镀层的均勻度并由计算公式测算 出镀层的厚度，实现了简单快速测量镀层厚度的功能。
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应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本 发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种球痕式镀层测厚仪，其特征在于包括磨球、旋转臂、马达、检测台、仪器架；所 述旋转臂、马达、检测台设置在仪器架上，所述磨球置放在旋转臂与检测台之间并压在检测 台表面；所述马达与旋转臂机械传动连接。
2.根据权利要求1所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的旋转臂上设有梯形 槽；所述的磨球置于梯形槽内，当马达带动旋转臂转动时，梯形槽与磨球摩擦使磨球旋转。
3.根据权利要求1所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的检测台倾斜设置在 仪器架上，检测台用于放置检测样品，磨球压在样品表面。
4.根据权利要求3所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的检测台背面设有位 置调整旋钮。
5.根据权利要求4所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的检测台位置调整旋 钮调整范围为检测台与平面法线夹角为15° 45°。
6.根据权利要求1所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的马达上设有调速旋钮。
7.根据权利要求6所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的调速旋钮调速范围 为旋转臂转速从1转/分钟到1800转/分钟。
8.根据权利要求1所述的球痕式镀层测厚仪，其特征在于所述的磨球直径范围为 28 32毫米。
全文摘要
本发明公开了一种球痕式镀层测厚仪，其结构包括磨球、旋转臂、马达、检测台、仪器架；所述旋转臂、马达、检测台设置在仪器架上，所述磨球置放在旋转臂与检测台之间并压在检测台表面；所述马达与旋转臂机械传动连接；由马达通过旋转臂梯形槽摩擦带动磨球在样品表面压磨，然后通过磨痕图形数据测算镀层厚度。本发明具有操作简单方便、测量周期短、速度快、制样简便、设备体积小、成本低的优点，特别适合于对精度要求不太高的镀层厚度进行快速测量。
文档编号G01B5/06GK102095345SQ20101055199
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者文晓斌 申请人:深圳金迈克精密科技有限公司