一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法。該方法選擇工業(yè)純鐵作為硬度塊的原材料。該制備方法包括該粗磨、退火、熱處理、細磨等工藝。所制得的低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊具有均勻的表面硬度，標(biāo)準(zhǔn)塊的試驗面和支承面無缺陷，如凸痕、劃傷、氧化層等。
【專利說明】一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硬度塊是力學(xué)計量中應(yīng)用最廣、涉及領(lǐng)域最多的計量標(biāo)準(zhǔn)。校準(zhǔn)用的硬度塊(標(biāo)準(zhǔn)塊)可以檢定硬度計工作時的誤差是否在國際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的范圍內(nèi)。每個硬度塊上均刻有序列號，可保證其國際標(biāo)準(zhǔn)的追溯性。硬度標(biāo)準(zhǔn)塊均采用優(yōu)質(zhì)材料制成，可保證硬度值的可靠性和穩(wěn)定性。
[0003]近幾年，我國和各工業(yè)國家(美國、德國、英國、日本等)成立了相應(yīng)的硬度計量組織機構(gòu)，先后制定了布氏、洛氏、維氏、努氏、肖氏和里氏等硬度計量方法及計量儀器、壓頭和標(biāo)準(zhǔn)硬度塊等一系列計量標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，奠定了硬度計量技術(shù)的基礎(chǔ)。但是，隨著應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，存在很多急需解決的問題。在2009年6月25日發(fā)布的GB/T 231.1-2009布氏硬度試驗(2010年4月I日實施)中，可以看到目前的標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊還有很多不能覆蓋的硬度標(biāo)尺，還存在很多不能量傳的布氏硬度，例如:
硬度范圍:(100?150)HBW10/3000布氏硬度塊 硬度范圍:(100?150) HBW 5/750布氏硬度塊 硬度范圍:(100?150) HBff 2.5/187.5布氏硬度塊 硬度范圍:(100?150) HBW 1/30布氏硬度塊 硬度范圍:(35?65) HBff 10/1000布氏硬度塊 硬度范圍:(35?65) HBff 5/250布氏硬度塊 硬度范圍:(35?65) HBff 2.5/62.5布氏硬度塊 硬度范圍:(35?65) HBff 1/10布氏硬度塊
如上所述這類硬度所需要的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊叫做低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊，因此，對于這類硬度塊的制備具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案解決低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊制備問題。
[0006]30X0.102 F/D2 (100?150) HBW布氏硬度塊的制備，具體技術(shù)方案如下:
一、選材
工業(yè)純鐵退火后的布氏硬度可以達到(100?150) HBW范圍內(nèi)，材料的雜質(zhì)總量小，熱處理工藝簡單，便于獲得均勻一致的組織，因此本發(fā)明選擇本硬度范圍的材料。工業(yè)純鐵必須具備的技術(shù)條件為:化學(xué)成分中含碳量不應(yīng)大于0.04%，低倍組織中應(yīng)無偏析、疏松、氣泡和裂痕，非金屬夾雜氧化物、硫化物小于2級。
[0007]二、制備工藝1、粗磨
粗磨在平面磨床上進行，磨輪采用(36-40)號碳化硅砂輪。粗磨后保證工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.4 μ m,支撐面的表面粗糙度不大于Ra 0.8 μ m。
[0008]2、退火
退火過程不能產(chǎn)生氧化或有害雜質(zhì)滲入硬度塊內(nèi)部，其金相組織為晶粒度均勻的等軸型鐵素體和微量分布均勻的珠光體，允許有細小而分布均勻的游離碳化鐵存在。采用工業(yè)純鐵來制造硬度塊可以選用氫氣爐、真空電爐和普通箱式電爐來進行退火。
[0009]3、熱處理
用普通箱式電爐進行熱處理則必須防止硬度塊氧化，應(yīng)采用密封的方式進行。熱處理前，將硬度塊用汽油等清洗干凈，并用干凈的棉紗擦干，在箱底散鋪一層鑄鐵屑，厚度為(20-30) mm,在鑄鐵屑上放置一塊石棉板,然后再鋪上一層約20mm厚的石英砂,在其上放置硬度塊，每層硬度塊之間還要再鋪上一層石英砂，最后用石棉板封蓋，其上再覆蓋一層鑄鐵屑，用耐火粘土緊密封箱。箱子在爐溫低于500°C溫度下裝入電爐，隨爐升溫至(930-950)°C，保溫4小時，爐冷到650°C出爐空冷，待箱子冷卻至室溫時開箱，并用毛刷將硬度塊清理干凈。
[0010]4、細磨
退火后進行細磨。細磨在兩軸細磨拋光機上進行，用拋光膠輪加工，拋光后工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.1 μ m。
[0011]本發(fā)明的 具有很好的有益效果，具有優(yōu)良的技術(shù)指標(biāo)。
[0012]硬度塊具有均勻的表面硬度，標(biāo)準(zhǔn)塊的試驗面和支承面無缺陷，如凸痕、劃傷、氧
化層等。
[0013]為檢查后不從標(biāo)準(zhǔn)塊上去除任何材料，標(biāo)定時應(yīng)在塊上標(biāo)注其厚度，精確到
0.01mm，在其試驗面上做出鑒別標(biāo)記。其物理要求如下:
對于IOmm球壓頭的硬度塊厚度大于等于16.00mm, 5mm球壓頭的硬度塊厚度大于等于12.0Omm,更小的球壓頭的硬度塊厚度大于等于6.00_。
[0014]對于大于等于5mm球壓頭的硬度塊的試驗面面積小于等于150cm2，對于小于5mm球壓頭的硬度塊的試驗面面積小于等于40cm2。
[0015]對于大于等于5mm球壓頭的硬度塊的表面光潔度小于等于0.02mm，對于小于5mm球壓頭的硬度塊的表面光潔度小于等于0.005mm。
[0016]對于大于等于5mm球壓頭的硬度塊的表面平行度小于等于0.0008mm/mm,對于小于5mm球壓頭的硬度塊的表面平行度小于等于0.0002mm/mm。
[0017]對于IOmm球壓頭的硬度塊的表面粗糙度小于等于0.0003mm Ra,對于更小的球壓頭的硬度塊的表面粗糙度小于等于0.00015mm Ra。
[0018]均勻度:
硬度范圍:(100-150)HBW10/3000布氏硬度塊
均勻度:2?5
硬度范圍:(100-150) HBW 5/750布氏硬度塊均勻度
硬度范圍:(100-150) HBW 2.5/187.5布氏硬度塊均勻度硬度范圍:(100-150) HBW 1/30布氏硬度塊均勻度:2?!'
硬度范圍:(35-65) HBff 10/1000布氏硬度塊均勻度
硬度范圍:(35-65) HBff 5/250布氏硬度塊均勻度:2%?
硬度范圍:(35-65) HBff 2.5/62.5布氏硬度塊均勻度
硬度范圍:(35-65) HBff 1/10布氏硬度塊均勻度
(為硬度壓痕直徑平均值)。
【具體實施方式】
[0019]實施例 1:
一、選材
本發(fā)明選擇工業(yè)純鐵作為制備硬度塊的原料，工業(yè)純鐵必須具備的技術(shù)條件為:化學(xué)成分中含碳量不應(yīng)大于0.04%，低倍組織中應(yīng)無偏析、疏松、氣泡和裂痕，非金屬夾雜氧化物、硫化物小于2級。
[0020]二、制備工藝
1、粗磨
粗磨在平面磨床上進行，磨輪采用36號碳化硅砂輪。粗磨后保證工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.4 μ m,支撐面的表面粗糙度不大于Ra 0.8 μ m。
[0021]2、退火
采用氫氣爐進行退火，退火過程不能產(chǎn)生氧化或有害雜質(zhì)滲入硬度塊內(nèi)部，其金相組織為晶粒度均勻的等軸型鐵素體和微量分布均勻的珠光體，允許有細小而分布均勻的游離碳化鐵存在。
[0022]3、熱處理
用普通箱式電爐在密封下進行熱處理。熱處理前，將硬度塊用汽油清洗干凈，并用干凈的棉紗擦干，在箱底散鋪一層鑄鐵屑，厚度為20mm，在鑄鐵屑上放置一塊石棉板，然后再鋪上一層約20mm厚的石英砂，在其上放置硬度塊，每層硬度塊之間還要再鋪上一層石英砂，最后用石棉板封蓋，其上再覆蓋一層鑄鐵屑，用耐火粘土緊密封箱。箱子在爐溫低于500°C溫度下裝入電爐，隨爐升溫至930°C，保溫4小時，爐冷到650°C出爐空冷，待箱子冷卻至室溫時開箱，并用毛刷將硬度塊清理干凈。
[0023]4、細磨
退火后進行細磨。細磨在兩軸細磨拋光機上進行，用拋光膠輪加工，拋光后工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.1 μ m。
[0024]實施例2:
一、選材
本發(fā)明選擇工業(yè)純鐵作為制備硬度塊的原料，工業(yè)純鐵必須具備的技術(shù)條件為:化學(xué)成分中含碳量不應(yīng)大于0.04%，低倍組織中應(yīng)無偏析、疏松、氣泡和裂痕，非金屬夾雜氧化物、硫化物小于2級。[0025]二、制備工藝
1、粗磨
粗磨在平面磨床上進行，磨輪采用40號碳化硅砂輪。粗磨后保證工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.4 u m,支撐面的表面粗糙度不大于Ra 0.8 u m。
[0026]2、退火
采用真空電爐進行退火，退火過程不能產(chǎn)生氧化或有害雜質(zhì)滲入硬度塊內(nèi)部，其金相組織為晶粒度均勻的等軸型鐵素體和微量分布均勻的珠光體，允許有細小而分布均勻的游離碳化鐵存在。
[0027]3、熱處理
用普通箱式電爐進行熱處理則必須防止硬度塊氧化，應(yīng)采用密封的方式進行。熱處理前，將硬度塊用汽油等清洗干凈，并用干凈的棉紗擦干，在箱底散鋪一層鑄鐵屑，厚度為30mm,在鑄鐵屑上放置一塊石棉板，然后再鋪上一層約20mm厚的石英砂，在其上放置硬度塊，每層硬度塊之間還要再鋪上一層石英砂，最后用石棉板封蓋，其上再覆蓋一層鑄鐵屑，用耐火粘土緊密封箱。箱子在爐溫低于500°C溫度下裝入電爐，隨爐升溫至950°C，保溫4小時，爐冷到650°C出爐空冷，待箱子冷卻至室溫時開箱，并用毛刷將硬度塊清理干凈。
[0028]4、細磨
退火后進行細磨。細磨在兩軸細磨拋光機上進行，用拋光膠輪加工，拋光后工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.1 u m。
【權(quán)利要求】
1.涉及一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法，其特征在于:該方法選擇工業(yè)純鐵作為硬度塊的原材料，該制備方法包括粗磨、退火、熱處理、細磨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法，其特征在于:粗磨在平面磨床上進行，磨輪采用(36?40)號碳化硅砂輪，粗磨后保證工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.4 ii m,支撐面的表面粗糙度不大于Ra 0.8 u m0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法，其特征在于:退火過程不能產(chǎn)生氧化或有害雜質(zhì)滲入硬度塊內(nèi)部，其金相組織為晶粒度均勻的等軸型鐵素體和微量分布均勻的珠光體，允許有細小而分布均勻的游離碳化鐵存在，采用工業(yè)純鐵來制造硬度塊可以選用氫氣爐、真空電爐和普通箱式電爐來進行退火。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法，其特征在于:用普通箱式電爐進行熱處理則必須防止硬度塊氧化，應(yīng)采用密封的方式進行，熱處理前，將硬度塊用汽油等清洗干凈，并用干凈的棉紗擦干，在箱底散鋪一層鑄鐵屑，厚度為(20?30)mm，在鑄鐵屑上放置一塊石棉板，然后再鋪上一層約20mm厚的石英砂，在其上放置硬度塊，每層硬度塊之間還要再鋪上一層石英砂，最后用石棉板封蓋，其上再覆蓋一層鑄鐵屑，用耐火粘土緊密封箱，箱子在爐溫低于500°C溫度下裝入電爐，隨爐升溫至(930?950) °C，保溫4小時，爐冷到650°C出爐空冷，待箱子冷卻至室溫時開箱，并用毛刷將硬度塊清理干凈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低硬度值標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊的制備方法，其特征在于:退火后進行細磨，細磨在兩軸細磨拋光機上進行，用拋光膠輪加工，拋光后工作面的表面粗糙度不大于Ra 0.1 u m。
【文檔編號】G01N1/28GK103454124SQ201210174514
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】劉玉波, 焦洋, 東方, 艾兆春 申請人:黑龍江華安精益計量技術(shù)研究院有限公司