(57)【要約】腐食疲労試験における引張り試験用の異形鋼試験片（１）を作成する方法であって、その長手軸を中心に回転する試験片（１）と、同じく回転するサンドペーパの円板（１０）とを毎回接触させ、該接触が試験片自体の自重によって確保されるようにした方法を記載する。この方法を実行するための装置も記載する。それは揺動アーム（２）を含み、その一端に試験片（１）が回転自在に装着され、モータ（５）によって駆動される。これらは全て実質的に定置の中央支持卓（６）上に装着され、その周囲に環形を有する支持体（７）が回転することができ、その上に多数の研磨円板（１０）が各々回転自在のシャフト（９）上に配置され、加工ステーションの前記支持アーム（２）の正面に連続的に配置される。
2004511770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食疲労試験の引張り試験で要求される異形鋼試験片を得て、それに最終表面仕上げステップを施して、それらを要求される最低値の粗度にする方法であって、その中心部（１ａ）がすでに機械加工されて所定の最終サイズよりわずかに大きいサイズに達した鋼試験片（１）をその長手軸中心に回転し続けるステップと、前記試験片（１）の中心長（１ａ）の外面に接する平面内で、回転するサンドペーパ円板（１０）にそれを接触させるステップとを含み、前記接触が前記試験片の自重によって確保されるようにした方法。
【請求項２】
使用される研磨円板（１０）は、その輪郭が前記中間長（１ａ）が試験片自体のより大きい直径の円筒形端部ゾーン（１ｂ）と併合する端部ゾーン部分と接触して、試験片（１）のより小さい直径の円筒形中間長（１ａ）に対して中心位置が整合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
段々微細になる粒度を有する研磨円板（１０）により連続的に表面仕上げを行なうさらなるステップを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
表面仕上げの第１ステップが８０から２５０ＧＲＩＴの粒度を有するサンドペーパ円板で実行され、その後の作業ステップでは、２５０から１０００ＧＲＩＴＮＯ粒度を有するサンドペーパ円板を、０．８１μｍ未満、好ましくは０．１μｍまでの粗度値に達するまで使用することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
腐食と組み合わせた引張り強度の試験で使用される鋼試験片の表面仕上げのための装置であって、端に回転自在に端に保持されてそれ自体の長手軸を中心に回転する試験片（１）の揺動アーム支持体（２）を含み、前記揺動アーム（２）の蝶番支点（３）の同一支持体上に装着されたそのような回転を駆動するためのモータ（５）を設け、その試験片（１）キャリヤ端が、アームが下降した状態で、環状支持体（７）内の前記支点（３）の中心との接触ゾーンまで、試験片（１）の回転の長手軸に実質的に平行に伸長し、前記接触ゾーンまたは作業ステーションが前記環状支持体（７）の内周と、前記内周と外周との間との間にある中間周辺部（Ｃ）との間に位置し、前記周辺部（Ｃ）がその上に相互に等間隔に配置された多数の垂直座（１４）を有し、各々が研磨円板（１０）を担持するためのシャフト（９）を収容することができ、それにより、前記試験片がそれ自体の重力により下降したときに、作業ステーションにおける円板（１０）の輪郭とその支持体（２）上の前記試験片（１）との間に干渉が生じるようにした装置。
【請求項６】
前記環状支持体（７）に対して中心支持卓（６）上に装着された支持体（４）に固定された前記支点（３）に対して、前記環状支持体（７）の前記周辺部（Ｃ）の中心を通る垂直中心軸を中心に回転するための駆動手段を含み、前記モータ（５）もまた前記卓（６）上に装着されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記支持体（７）の回転によりその揺動アーム支持体（２）上の試験片（１）の正面に運ばれたときに前記座（１４）の１つと一致する、前記作業ステーションに対応する固定位置に装着された回転駆動手段（１１）をさらに含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記駆動手段（１１）から、研磨円板（１０）を支持しかつ前記作業ステーションで前記座（１４）に嵌め込まれたシャフト（９）へ回転を伝達するために、加動手段（２１）によって駆動される手段（２２、２５）を設けることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記加動手段（２１）がシリンダとして作成され、そのロッドがレバー（２２）の端を駆動し、その反対側の端は前記加動手段（１１）によって回転するように駆動されるアイドルピン（２５）を押し込むことができ、それを前記シャフト（９）と噛み合わせて、後者をその軸中心に回転させるようにしたことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記シャフト（９）が前記加動手段（２１）によって駆動されると同時に、前記シャフト（９）が作業ステーションの正確な位置にある状態で前記環状支持体（７）をブロックするための停止手段（２３）を前記レバー（２２）に含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記中心垂直軸を中心に相対する方向の小さい角度の回転によって、前記支持卓（６）のその面内の位置を調整するための手段（１５、１５’）を含むことを特徴とする、請求項６から１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記支持卓が次に中間間隙（２６）を挟んで重ね合わせた台板（１７、１８）上に装着され、そのうちの１つ（１７）が前記作業ステーションを通る前記周辺部（Ｃ）の直径と一致する水平方向の中心軸の周りを揺動することができ、そのような揺動運動を起こすためのジャッキ手段（１３）を設け、前記２つの板（１７、１８）の間に蝶番手段（１９）を設け、前記支持卓（６）と接触する状態で前記板（１７）内に収容されたばね（１６、１６’）を自動的にさらに設けて、前記台板上の前記支持卓の位置を自動的に整合させることを特徴とする、請求項６から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
揺動アーム支持体（２）の試験片（１）が回転自在に装着された端の反対側の端に、調節可能な釣合い錘（２０）を設けることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、腐食環境で引張り強度の試験に使用する鋼試験片を作製するための加工方法のみならず、そのような方法を実行するための装置にも関する。
【０００２】
材料が様々な最も厳しい作動条件に対するその耐性を検査するために受ける試験は、試験を実行しなければならない物理的条件を何らかの側面で決定する厳格な標準に従わなければならないことが知られている。特に、実験室試験によりＨ２Ｓが存在する環境で特異な型の破断に対する金属の耐性を決定するために、引張りおよび腐食疲労試験が設けられ、国際標準ＥＦＣおよびＮＡＣＥ、特にＮＡＣＥ　ＴＭ０１７７−９６と呼ばれものによって規定されている。材料の試験片が受ける機械的応力によって、常に腐食環境下での様々な試験方法が記載されている。材料の試験片が破断するまで引張り応力を受ける、いわゆる「Ａ方法」に関する試験は特に重要である。明らかに、標本または試験片はその全ての寸法的特徴を規定され、かつその目的に使用される全ての試験条件および装置が詳述される。
【０００３】
図５に（実質的に比例尺の図として）示す通り、試験片は円筒形であり、中央の細長い部分１ａに、２つの円筒状端部ゾーン１ｂの直径に対して縮小直径を有する。また、縮小直径を持つ中央の細長い部分１ａと２つの端部ゾーン１ｂとの間の隣接部分の最小曲げ半径（Ｒ＝１５ｍｍ）は固定される。
【０００４】
試験片がこの型の試験のために示さなければならない最も重要な特徴の１つが、０．８１μｍ未満でなければならない粗度であることは知られている。そのような高レベルの仕上がりを持つために、８０から２５０ＧＲＩＴ（平方インチ当たりの粒子数）の粗さを持つサンドペーパから得られた円板により特定回数連続して長手方向の仕上げ通過を施し、次いで異なる粒度２５０−４００−６００−１０００を有する連続サンドペーパで浸水しながら長手方向にハンドスムージングを行い、かつ最後に布と３つの異なる等級６−３−１μｍのダイヤモンドペーストにより依然として長手方向にハンドラッピングを行いながら、要求されるサイズにすでに機械加工された試験片にその後の研磨および最終ラッピングステップを受けさせる必要がある。
【０００５】
明らかにこれらの手動操作は極めて繊細であり、著しい時間の消費および大規模の労働力の雇用を必要とし、それは実験室で破壊試験を受けるように設計されたそのような試験片の作成を著しく高価にする。さらに、起こりうる精度不良が最終検査中に発見されると、結果的に試験片は規格に適合しなくなり、よってそれを処分しかつ破棄して、新たな加工のために別の試験片と交換することが不可避であることを考慮すると、これらの仕上げステップを実行する際に要求される注意は、作業員による高度の経験および専門化を必要とするものである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、より低いやり直し率で処理時間および労働力の雇用を削減することを可能にする、上で定義した金属試験片の作成の方法を提供することである。
【０００７】
また、コンピュータ化システムの使用により前記方法を実施することによって、上述の金属試験片の表面仕上げを機械的に実行することができる装置を提供することも、本発明の目的である。
【０００８】
これらおよびその他の目的は、方法および装置の独立クレームそれぞれの特徴により達成される。
【０００９】
本発明による装置、およびこのようにして実行される方法のさらなる目的、利点、および特徴は、添付の図面に関連して非限定的例として挙げる好適な実施形態についての以下の詳細な説明によって明白になるであろう。
【００１０】
本発明の方法は、最終サイズよりわずかに大きい（１０分の数ミリ大きい）サイズにすでに作成された上述の引張り−腐食試験で使用するための鋼の試験片が、その長手軸を中心に回転するように駆動される試験片自体のより小さい直径を有する中央ゾーンに粒子を次々により微細にして連続的に接触させたサンドペーパ円板の作用を受けることを意図し、その間研磨円板もまた試験片の回転軸に垂直なその軸を中心に回転する。
【００１１】
試験片は、その自重の働きにより、好ましくは適切な釣合い錘によって制御可能にサンドペーパ円板上に載置することが好ましい。
【００１２】
好適な加工位置（図５に示す通り）は、円板の輪郭が試験片自体の縮小直径を有する中央円筒部分１ａの端の丸隅ゾーンと接触し始める干渉度で、加工される試験片１が水平姿勢で同じく水平な研磨円板１０上に載置する位置である。
【００１３】
本発明の方法を実行するための好適な装置は、添付の図面に表わされたものであり、そこでは支点３を介して支持体４に蝶着された揺動アーム２の端に、加工される試験片１が回転自在に装着される。試験片１はその長手軸を中心に回転するように、小型モータ５およびベルトまたはチェーン駆動システムによって駆動することができる。
【００１４】
支持体４およびモータ５は両方とも装置の中央卓６上に装着され、その周囲にサンドペーパ円板１０、１０’の環形外部支持体７が回転自在に装着される。中央卓６に対する外部支持体７の回転中の摩擦をできるだけ低減するために、回転環状支持体７の内壁に沿って軸受８を設けることが好ましい。明らかに支点３は、図１によりよく示す通り、環状支持体７の直径に沿って装置の中心位置に配置され、揺動アーム２が前記支持体で、中央円形線Ｃに対して内側で終わるように構成され、中央円形線Ｃに沿って研磨円板１０のための特定の数（図１では８個が示されている）の支持シャフト９が等間隔に適切な座１４内に取り付けられる。このようにして、試験片１（図１では比例尺ではなく、実値よりずっと低い縦横比で示す）は、支点３に対して垂直であり、よって試験片の回転の長手軸に対して垂直である線Ｃの直径と一致するように作業ステーションにその瞬間に配置されたサンドペーパ円板１０に部分的にもたれ掛かる状態になる。上述した通り、この位置で、円板１０の外部輪郭が、試験片自体のより小さい直径を持つ中間長から円筒形端部ゾーンにつながる２つのゾーンと「合致」することが好ましい。
【００１５】
依然として図面を参照しながら説明すると、１１は、各回転シャフト９が試験片１の正面に、図１に１０として示す位置に厳密に配置されるような位置に、環状支持体７が置かれたときに、各回転シャフト９および対応する研磨円板１０の回転を制御するモータを表す。研磨円板１０の前記回転自在な支持体７の回転は、ベルトなどの駆動手段（１２’）を通して環状支持体の周囲に対して作動する、定置装着されたモータ手段によって確保される。
【００１６】
作成する試験片の作業ステーションにおける研磨円板１０に対する正確な配置を保証する他の全ての調整を確実にするために、そのロッド１３’が中間間隙２６を持つ２つの重ね合わせた台板１７および１８を通過する機械的ジャッキ１３を設けて、揺動アーム２の中心軸を通過する垂直面によって画定される装置の直径方向の軸に対するその水平方向の調整のために、支持卓６の正確な位置決めを決定する。この目的のために、支持卓６がその上に装着された上板１７を、下板１８に固定された板１９上の１７’に蝶着して、間隙またはクリアランス２６のおかげで、矢印Ｆ、Ｆ’による２つの板間の相対運動および特に卓６の、およびしたがって支点３の様々な支持部材の相互に対する即時適合を可能ならしめ、１対のばね１６、１６’によっても試験片キャリヤアーム２の揺動を図る。
【００１７】
支点３を通過しそれに対して垂直な中心垂直軸を中心に回転することができ、かくしてシャフト９（または座１４）の軸が作業ステーションに一致した状態で揺動アーム２の中心軸の、よって試験片１の正確な位置を画定して、水平面を調整するために、水平面内で小さい回転角に沿ってそれぞれ時計回りまたは反時計回りに揺動試験片キャリヤアームを運動させるのに適した１対の調整ねじ１５、１５’を設けて、すでに水平面に配置されるかあるいは何らかの方法で環状支持体７の、よってそれが接触しなければならない研磨円板１０のそれに完全に平行に配置された試験片が、正しい位置に着いて表面仕上げステップを開始するように構成する。試験片キャリヤアーム端に対して揺動アーム２の反対側の端に設けられた釣合い錘２０は、その重量、すなわち試験片と研磨円板との間の接触ゾーンに一致して加えられる重力による力を変化するように調整することができる。モータ１１から研磨円板１０が従来の方法で装着されたシャフト９へ回転運動は、以下で説明する通り、図２および３に示すように伝達されることが好ましい。
【００１８】
調整ねじ１５、１５’で試験片１を厳密に所望の位置に移動させ、ジャッキ１３によって卓６の正確な水平方向の向き付けを達成して、上述の調整の完了すると、モータ１１がすでに回転している場合、その自重により円板１０上に載置している試験片を回転させるためのモータ５および制御シリンダ２１の両方が作動し、後者は２２’に連結されたレバー２２の端に枢動可能に装着されたロッドを有し、レバーを揺動させる（図２、３に示す通り、ロッドが後退するとき反時計回りに回転する）。横方向に突出しているレバー部分２３は、作動中にそれを所定の位置でブロックするために、環状支持体７の外壁の対応する凹部に嵌め込むことができることが有利である。同時に、レバー２２の反対側の端２４は、モータ１１によって回転するように駆動されるアイドルピン２５を上向きに押し付けて、それをシャフト９の下端と噛み合わせ、こうしてそれを回転させる。このようにしてモータ１１は連続的に回転することができ、こうして、シリンダ２１が作動しているときにだけシャフト９を駆動することのできるアイドルピン２５をそれにより駆動させる。すでに上で見た通り、これは同時に環状支持体７の位置を決定して正しく調整された位置で停止させ、従って試験片１をシャフト９に装着された円板１０に対して停止させる。
【００１９】
新しい試験片１が加工され始めるときに、試験片の重量による接触力を均衡させないために、かつ先行技術による手動作業のために以前と同様に、より粗い粒子を有する第１研磨円板１０による表面仕上げをより効率的にするために、釣合い錘２０は最も低いことに注意されたい。その後、おそらく加えられる研磨力および除去される材料の量を低減するために２０の釣合い錘を増加して、より細かい粒子の円板が作業ステップの試験片に当てられ、こうして所望する最低粗度が徐々に得られる。作業の終わりに近付くと、最小の粗さの研磨円板が使用され、その後過剰な材料はほぼ全て除去され、縮小された直径を持つシリンダの中央の有用なゾーンがより大きい断面を持つ端部分を犠牲にして長くなり、丸隅端部ゾーンとの一致を確認するために、より大きい直径の研磨円板を使用することができる。
【００２０】
必要なタイミング、試験片および／または研磨円板の回転速度の制御のみならず、その後に円板１０’を作業ステーションに運ぶための環状支持体７の運動の制御も、予め設定可能なコンピュータ化プログラムによって制御することが好ましい。
【００２１】
最後に、上述しかつ図示した装置に必要な測定手段を同時に設けることによって、得られた粗度（最高０．１μｍまで）の最終測定のステップで本発明による方法を終了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による装置の実施形態の平面図である。
【図２】
図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切った断面図である。
【図３】
図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切った断面図である。
【図４】
図２の矢印Ａの方向から見た同じ装置の一部断面部分図である。
【図５】
本発明の方法に従って加工位置にある研磨円板と接触した状態の試験片の比例尺図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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2004511770.tif 000009
2004511770.tif 000010
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004511770.tif 000021
【国際調査報告】
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2004511770.tif 000023
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