金刚石压头
金刚石压头
金刚石压头是由优质天然金刚石经研磨制成的特定几何形状,然后嵌入圆锥或正四棱锥顶部。这种压头主要用于硬度计,以测试材料的硬度。金刚石压头的种类因所配硬度计型号而异。
基体材料
金刚石压头的基体,通常由金属材料制作而成。根据不同硬度试验方法、试验条件和对象,选用的基体材料也会有所不同。在常温下使用的金刚石压头,如洛氏金刚石压头、维氏金刚石压头和显微金刚石压头,其基体材料多采用普通碳素钢、优质碳素钢和不锈钢等金属材料。而在高温环境下使用的金刚石压头或宝石压头,基体材料则需要具备耐高温特性,目前普遍采用钼作为基体材料。对于超声波金刚石压头,基体材料选择金属镍,而肖氏金刚石压头的基体材料则需要特殊的调质处理。在加工过程中,应确保基体的同心度,并且在机械加工时多采用一次成型的方法。
主要种类
金刚石压头的主要种类包括:
- 洛氏硬度试验计用金刚石压头,适用于测试多种钢铁材料、有色金属淬火后的高硬度工件以及硬质合金等。洛氏硬度计有许多型号,对应的洛氏压头也有多个型号,如HRC-1至HRC-15。
- 维氏硬度试验计用金刚石压头,可用于测定黑色金属、有色金属、硬质合金及表面处理层的维氏硬度。常见的维氏压头型号包括HV-1至HV-4。
- 显微硬度试验计用金刚石压头,适用于测试金属和非金属、机械仪器的零件和薄片硬度。显微硬度试验法包括克氏(HK)、格氏(HG)等多种方法,相应的显微压头型号有HM-1至HM-5和HK-1至HK-4。
此外,还有其他类型的金刚石压头,如金刚石肖氏压头、金刚石超声波压头、金刚石高温压头等。
技术要求
金刚石压头的技术要求主要包括压头顶端金刚石的几何形状和压头基体的外形尺寸。具体要求如下:
- 金刚石洛氏压头的几何形状为锥体,顶角为120°,误差不超过±30′,圆锥顶尖圆角半径为0.2mm,误差不超过±0.01mm。对于携带式硬度计的金刚石洛氏压头,顶角为90°,误差不超过±10′,圆锥顶尖圆角半径为0.1mm,误差不超过±0.01mm。
- 金刚石维氏压头的顶角为136°,误差不超过±30′,横刃小于0.002mm。
- 金刚石显微压头的顶角也为136°,误差不超过±20′,横刃小于0.001mm。
- 金刚石克氏显微压头的顶角为菱形,长棱对角线夹角为17230′,误差不超过±5′,短棱对角线夹角为130°,误差不超过±20′,横刃小于0.001mm。
镶焊
金刚石压头的镶焊过程包括两个步骤:首先是将金刚石按照技术要求镶嵌在压头基体的顶端,这被称为装钻;其次是将已镶嵌好的金刚石与压头基体牢固焊接,形成一体。由于金刚石具有疏铁性,与金属材料不易焊接,因此在焊接时,应先确保金刚石镶嵌牢固,焊接材料仅起到填充作用,目的是让焊接材料与金属基体紧密结合,并渗透到所有空隙处,从而牢固地包镶住金刚石。
应用
金刚石压头广泛应用于金属材料硬度检测。硬度是衡量金属材料软硬程度的重要指标,也是反映金属材料机械性能的物理量之一。在工业生产中,尤其是军事工业生产中,硬度检定和测试是非常重要的环节,以确保产品的质量和生产工艺的合理性。硬度试验是一种快速、经济的机械试验方法,无需破坏工件,适合批量检验零件。硬度值不仅反映了材料的弹性、塑性和形变强化率,还涉及强度和韧性等多个物理量的综合表现。尽管硬度的概念尚未有明确的定义,但在实际应用中,掌握试验方法原理和技术要点,了解影响试验结果的因素及其数值,仍具有很大的实用和参考价值。常用的硬度试验方法包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度和肖氏硬度等。
参考资料
目录
概述
基体材料
主要种类
技术要求
镶焊
应用
参考资料