[发明专利]一种超低硬度值标准布氏硬度块的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种超低硬度值标准布氏硬度块的制备方法。

背景技术

硬度测量技术和理论研究随着硬度块的发明得到迅速发展，同时也得到了世界各国和国际组织的普遍重视。硬度块是力学计量中应用最广、涉及领域最多的计量标准，标准金属布氏硬度块是对金属布氏硬度计进行示值检定的标准器具，在材料技术领域具有重要的应用，是研究新材料、开发新工艺和新产品的重要计量保障手段之一。

近几年，我国和各工业国家(美国、德国、英国、日本等)成立了相应的硬度计量组织机构，先后制定了布氏、洛氏、维氏、努氏、肖氏和里氏等硬度计量方法及计量仪器、压头和标准硬度块等一系列计量标准和法规，奠定了硬度计量技术的基础。但是，随着应用技术的发展，存在很多急需解决的问题。在2009年6月25日发布的GB/T 231.1-2009布氏硬度试验（2010年4月1日实施）中，可以看到目前的标准布氏硬度块还有很多不能覆盖的硬度标尺，还存在很多不能量传的布氏硬度，例如：

硬度范围：（20～50）HBW 10/500布氏硬度块

硬度范围：（20～50）HBW 5/125布氏硬度块

硬度范围：（20～50）HBW 2.5/31.25布氏硬度块

硬度范围：（20～50）HBW 1/5布氏硬度块

硬度范围：（10～50）HBW 10/250布氏硬度块

硬度范围：（10～50）HBW 5/62.5布氏硬度块

硬度范围：（10～50）HBW 2.5/15.625布氏硬度块

硬度范围：（10～50）HBW 1/2.5布氏硬度块

如上所述这类硬度所需要的标准硬度块叫做超低硬度值标准布氏硬度块，因此，对于这类硬度块的制备具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种超低硬度值标准布氏硬度块的制备方法。

本发明采用如下技术方案解决超低硬度值标准布氏硬度块制备问题。

具体技术方案如下：

一、选材

由于2.5×0.102 F/D2（10～50）HBW布氏硬度块和5×0.102 F/D2（20～50）HBW布氏硬度块在硬度范围上基本重合，因此，两种硬度块的加工材料可以选择同一种。

防锈铝的力学性能不高，不能承受较大的载荷，本发明选用防锈铝LF21，研制5×0.102 F/D2（20～50）HBW和2.5×0.102 F/D2（10～50）HBW布氏硬度块。

二、制备工艺

1、锻造

选用电阻炉、燃气或燃油炉进行锻造加热。使用电阻炉加热时加装炉气循环装置，使炉温保持均匀。使用燃气或燃油炉时，必须使用低硫燃料，并且炉内火焰不能直接喷射到坯料表面。

锻造选用空气锤进行，始锻温度470℃，终锻温度400℃，反复墩拔次数不小于4次，每次锤击变形程度不应大于5%，逐渐加大。

2、退火

退火方式采用完全退火方式，用以提高铝合金的机械性能。

3、磨削加工

采用刨床进行硬度块的粗加工，加工至硬度块的基本几何尺寸之后进行磨削加工。磨削采用平面磨床进行，通过选择适合的研磨剂，使磨削加工后的表面粗糙度优于Ra0.2μm。

4、精磨抛光

选择合适的抛光研磨剂进行抛光，抛光后使硬度块的表面粗糙度达到Ra0.1μm。

本发明的具有很好的有益效果，具有优良的技术指标。

硬度块具有均匀的表面硬度，标准块的试验面和支承面无缺陷，如凸痕、划伤、氧化层等。

对于10mm球压头的硬度块厚度大于等于16.00mm，5mm球压头的硬度块厚度大于等于12.00mm，更小的球压头的硬度块厚度大于等于6.00mm。

对于大于等于5mm球压头的硬度块的试验面面积小于等于150cm²，对于小于5mm球压头的硬度块的试验面面积小于等于40cm²。

对于大于等于5mm球压头的硬度块的表面光洁度小于等于0.02mm，对于小于5mm球压头的硬度块的表面光洁度小于等于0.005mm。

对于大于等于5mm球压头的硬度块的表面平行度小于等于0.0008mm/mm，对于小于5mm球压头的硬度块的表面平行度小于等于0.0002mm/mm。

对于10mm球压头的硬度块的表面粗糙度小于等于0.0003mm Ra，对于更小的球压头的硬度块的表面粗糙度小于等于0.00015mm Ra。