硬质合金刀片硬度的测量方法主要有以下几种
硬质合金刀片是机械加工中常用的一类刀具,其主要特点是具有较高的硬度和耐磨性,能够在加工高硬度材料时保持较长的使用寿命和较好的精度。硬质合金刀片的硬度是其重要的物理性质之一,也是衡量其耐磨性和使用寿命的重要指标。因此,对硬质合金刀片的硬度进行准确的测量具有重要意义。
本文将介绍硬质合金刀片的硬度测量方法及其原理。
一、硬质合金刀片的硬度测量方法 硬质合金刀片硬度的测量方法主要有以下几种:
1. 布氏硬度法 布氏硬度法是一种常用的硬度测量方法,具有简单、快速、方便的优点。硬质合金刀片的布氏硬度可用布氏硬度计进行测量。该方法的原理是以钨球压到被测材料表面,根据压入的深度测量材料的硬度值。硬质合金刀片的硬度一般在1000-3000之间,因此使用布氏硬度计可以较为准确地获得其硬度值。但该方法的缺点是不适用于大尺寸、复杂形状或表面状态不规则的硬质合金刀片。
2. 维氏硬度法 维氏硬度法是一种重要的宏观硬度测量方法,可以用于测量大尺寸和不规则形状的工件。硬质合金刀片的维氏硬度可用维氏硬度计进行测量。该方法的原理是以一球形硬度子压到材料表面,根据压印长度与压头角度的关系计算材料硬度值。由于硬质合金刀片的硬度高,常常需要使用比较大的压头,因此该方法在硬质合金刀片的硬度测量中应用较多。
3. 洛氏硬度法 洛氏硬度法是一种快速简单,比较精确的硬度测试方法,适用于真空硬质合金刀片的测量。该方法的原理是以钨球压入材料表面,根据压入深度来确定硬度值。洛氏硬度计通过读取钻头钢球按照标准负载下的材料压入深度来计算材料的硬度值。由于该方法的读数直接从刻度盘上获取,因此具有操作简便、快速测量和广泛适用等特点。
4. 插针法 插针法是一种直观、简单的硬度测试方法,同时也是一种近似的定性测量方法。该方法的原理是根据钻头插入试样的深度及所用的插针而得到硬度的近似值。插针法的优点是操作简单易行,能直观判断材料硬度趋势;缺点是精确度低,只能作为辅助的硬度测量方法。
5. 比色法 比色法又称萤光光度法,是一种对比分析法,也是针对硬质合金刀片表面的测量方法。该方法是通过采用特定的试剂(如硝基萤光染料、荧光素等)与试样表面反映物质发生反应,然后测量反应后的差值来推断硬度的大小。比色法的优点是可在表面不规则或凹凸不平的材料上进行操作,但需要化学试剂,实验条件较为严格,操作较为复杂。
二、硬质合金刀片硬度的影响因素 硬质合金刀片的硬度是由其组成、制造工艺和使用环境等多种因素共同影响的。以下是影响硬质合金刀片硬度的主要因素:
1. 制造工艺 硬质合金刀片的硬度与其制造工艺有着密切的关系。制造工艺完善的硬质合金刀片,其晶粒尺寸越细,固溶体含量越高,并且烧结后密度越大,其硬度就会越高。因此选择合适的原料、烧结工艺和加工工艺是提高硬质合金刀片硬度的关键。
2. 原材料 硬质合金刀片的硬度与其所选用的材料也是密切相关的。目前常用的硬质合金材料有WC-Co、TaC-Co、TiC-Co、Mo2C-Co等,其中WC-Co系列硬质质生产广泛,它的硬度往往在1800-2400之间,TaC-Co系列硬质质硬度由7500MPa提高到8000MPa左右,是一种较为理想的选择。
3. 冷却液 硬质合金刀片的硬度还受到切削液的影响。常用的切削液有水溶性切削液、溶剂切削液和合成酯型切削液等。使用不同的切削液,对硬质合金刀片的硬度会产生不同的影响。切削液的冷却效应能够减小加工时的温度场,使刀具表面硬度减少;而切削液的润滑效果降低了硬质合金刀片的磨损,从而提高了其使用寿命。
4. 使用条件 硬质合金刀片的使用条件对其硬度也有影响。通常情况下,硬质合金刀片在加工硬度较高的材料时会产生较高的表面温度,如果时效过长、加热温度过高、冷却方式不合适等不良因素存在,就会导致硬质合金刀片的使用寿命大大缩短。
三、结论 硬质合金刀片是一类重要的机械加工刀具,其硬度是获得高精度加工和较长使用寿命的重要指标。本文介绍了硬质合金刀片硬度的几种测量方法,包括布氏硬度法、维氏硬度法、洛氏硬度法、插针法和比色法等,分析了硬质合金刀片硬度的影响因素。在对硬质合金刀片进行硬度测量时,应根据被测材料的特点选择合适的测试方法,同时要注意控制其他影响硬度的因素,以确保测量结果的准确性。