金剛石壓頭基體材料

金剛石壓頭的基體(俗稱(chēng)壓頭柄)，大多采用金屬材料制做。根據(jù)不同的硬度試驗(yàn)方法以及不同的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)對(duì)象等，所采用的基體材料也不相同。

在常溫條件下使用的金剛石壓頭，如工廠里使用的洛氏金剛石壓頭、維氏金剛石壓頭和顯微金剛石壓頭等，其基體材料大多采用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和不銹鋼等金屬材料制做。

在高溫條件下使用的金剛石壓頭或?qū)毷瘔侯^，其基體材料需采用具有耐高溫性能的金屬材料?，F(xiàn)大多采用鉬制做高溫壓頭的基體。

超聲波金剛石壓頭的基體材料，采用金屬鎳制做；而肖氏金剛石壓頭的基體材料，則需要經(jīng)過(guò)特殊調(diào)質(zhì)處理后才能使用。

各種金剛石壓頭的半成品基體(毛坯柄)見(jiàn)圖3-2所示。在機(jī)械加工時(shí)，都要留有充分的余量，在一般情況下，其直徑的余量為0.2～0.3毫米，長(zhǎng)度的余量為5～8毫米。為了保證加工精度，特別是壓頭基體的同心度，在機(jī)械加工時(shí)多采用一次性完成，即一刀落料的方法。

加工壓頭基體的半成品時(shí)，應(yīng)達(dá)到下列技術(shù)要求：

(1)壓頭毛坯柄的頂端直徑中心線要與末端直徑中心線相重合，其偏差不應(yīng)大于0.03毫米。

(2)壓頭毛坯柄的各加工表面，不得有毛刺、斑痕和機(jī)械損傷，其光潔度不應(yīng)低于▽7。

(3) 壓頭毛坯柄的基準(zhǔn)面應(yīng)與其軸線相垂直，偏差不也大于30′。

金剛石壓頭的種類(lèi)是根據(jù)所配套的硬度計(jì)型號(hào)而區(qū)分的，主要有以下三種。

(1)洛氏硬度試驗(yàn)計(jì)用金剛石壓頭

洛氏硬度試驗(yàn)計(jì)應(yīng)用很廣，用于測(cè)試各種鋼鐵材料，有色金屬淬火后的高硬度工件以及硬質(zhì)合金等。金剛石洛氏壓頭還可用來(lái)測(cè)試較薄工件或表面薄層的HRC和HRA硬度。

洛氏硬度計(jì)的種類(lèi)很多，由于測(cè)試方法、條件和對(duì)象各異，與之配套使用的洛氏壓頭型號(hào)也很多，有HRC-1、HRC-2……HRC-15等。

(2)維氏硬度試驗(yàn)計(jì)用金剛石壓頭

金剛石維氏壓頭是用來(lái)測(cè)定黑色金屬、有色金屬、硬質(zhì)合金及表面滲碳層、滲氮層、化學(xué)處理層、硬化鉻層、高頻淬火層以及工量具表面的維氏硬度等。

現(xiàn)使用的維氏壓頭有HV-1、HV-2、HV-3、HV-4等型號(hào)。

(3)顯微硬度試驗(yàn)計(jì)用金剛石壓頭

金剛石顯微壓頭是用來(lái)測(cè)試金屬和非金屬、機(jī)械儀器的零件和薄片硬度用的。

顯微硬度試驗(yàn)法有很多種，如克氏(HK)、格氏(HG)等。這里所說(shuō)的顯微硬度試驗(yàn)法，是人們?cè)诰S氏硬度試驗(yàn)法的基礎(chǔ)上，利用100N(10kgf)以下的小負(fù)荷(多數(shù)為2～5N)進(jìn)行硬度測(cè)試。

金剛石顯微壓頭的型號(hào)有HM-1、HM-2、HM-3、HM-4、HM-5，克氏顯微壓頭的型號(hào)有HK-1、HK-2、HK-3、HK-4等。

還有其它各種金剛石壓頭，如金剛石肖氏壓頭、金剛石超聲波壓頭、金剛石高溫壓頭等。

金剛石壓頭的技術(shù)要求，主要指二個(gè)方面：一是壓頭頂端金剛石的幾何形狀；二是壓頭基體的外形尺寸。以下作具體介紹。

(1)金剛石洛氏壓頭

金剛石洛氏壓頭的幾何形狀主要為錐體，具體技術(shù)要求也不完全一致。

固定式硬度計(jì)金剛石壓頭：圓錐體頂角為120^。，其誤差不大于±30′，在二個(gè)相互垂直的方向測(cè)量角度之差不大于15′，圓錐頂尖圓角半徑為0.2mm，其誤差不大于±0.01mm。

攜帶式硬度計(jì)金剛石壓頭：頂角為90^。，其誤差不大于±10′，圓錐頂尖圓角半徑為0.1mm，其誤差不大于±0.01mm。

金剛石洛氏壓頭，其產(chǎn)品圖見(jiàn)圖15-1所示。

(2)金剛石維氏壓頭

金剛石維氏壓頭的頂角幾何形狀為角錐體(或稱(chēng)正四方體)，其兩相對(duì)面的夾角為136^。，誤差不大于±30′，角錐體的四個(gè)錐面相交于一點(diǎn)，稱(chēng)為橫刃，維氏壓頭的頂端橫刃不大于0.002mm。圖15-2是金剛石維氏壓頭的三種規(guī)格的圖示。

(3)金剛石顯微壓頭

金剛石顯微壓頭頂角的幾何形狀為正四方形角錐體，其相對(duì)的夾角為136^。，誤差不大于±20′，角錐體的四個(gè)錐面相交于一點(diǎn)，其頂端橫刃不大于0.001mm。圖15-3是不同的金剛石顯微壓頭。

(4)金剛石克氏顯微壓頭

金剛石克氏壓頭頂角的幾何形狀為菱形，其相對(duì)長(zhǎng)棱對(duì)角線之夾角為172^。30′，誤差不超過(guò)±5′，相對(duì)短棱對(duì)角線之夾角為130^。，誤差不超過(guò)±20′，菱形頂角的四個(gè)維面相交于一點(diǎn)，其頂端橫刃不大于0.001mm。圖15-4是金剛石克努普壓頭的圖示。

金剛石壓頭的鑲焊，一般包括兩方面的內(nèi)容：一是把金剛石按照規(guī)定的技術(shù)要求，鑲嵌在壓頭基體的頂端，通常叫作裝鉆；二是把已經(jīng)鑲嵌好盼金剛石與壓頭基體牢固地焊接在一起，組成一個(gè)整體，通常叫做焊接。但是，由于金剛石具有一定的疏鐵性質(zhì)，它與金屬材料不易進(jìn)行焊接，所以在與基體焊接時(shí)，首先應(yīng)將金剛石鑲嵌牢，而焊接材料只在鑲嵌的部位起填充作用。焊接時(shí)，要使焊接材料與金屬基體結(jié)為一體，并能滲浸在所有空隙部位，從而使焊接材料把金剛石牢牢地包鑲住，使其不易松動(dòng)。

金剛石壓頭在金屬材料硬度檢測(cè)的應(yīng)用

金剛石壓頭是安裝在硬度計(jì)上使用的，它是直接在金屬材料上形成壓痕，是測(cè)量材料硬度的關(guān)鍵部件。

金屬材料的硬度是衡量金屬材料軟硬的重要指標(biāo)，是表達(dá)金屬材料機(jī)械性能的物理量之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是軍事工業(yè)生產(chǎn)中，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，常常需要對(duì)各種材料、零部件或整機(jī)進(jìn)行硬度檢定和測(cè)試。如軋鋼機(jī)的軋輥主軸和汽車(chē)連桿等，都需要硬度檢定。

金屬材料的硬度試驗(yàn)，是一種比較迅速、比較經(jīng)濟(jì)的機(jī)械試驗(yàn)法。由于硬度試驗(yàn)方法比較簡(jiǎn)單易行，不必破壞工件，適用于成批檢驗(yàn)零件，所以已成為產(chǎn)品質(zhì)量檢查、制定合理工藝等的重要試驗(yàn)方法之一。

硬度值的物理意義隨著試驗(yàn)方法的不同，其含義也不同。例如，壓入法的硬度值是表示材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形能力；刻劃法硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力；而回跳法硬度值則表示金屬?gòu)椥宰冃喂Φ拇笮　Ｒ虼?，硬度值?shí)際上不是一個(gè)單純的物理量，它表征著材料的彈性、塑性、形變強(qiáng)化率、強(qiáng)度和韌性等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標(biāo)。一般可以認(rèn)為，硬度是指金屬表面上不大的體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。

雖然硬度這一概念還沒(méi)有全面而確切的定義，但如果能切實(shí)掌揮住試驗(yàn)方法的原理和操作技術(shù)，了解影響試驗(yàn)結(jié)果誰(shuí)確度的各種因素及所得的數(shù)值，那末在實(shí)際應(yīng)用上仍然有很大的使用和參考價(jià)值。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究上使用最為廣泛的有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微硬度和肖氏硬度等硬度試驗(yàn)法。 2100433B

主機(jī)120°

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磁力式洛氏硬度計(jì)操作方法

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