王嬋

摘要：本文的探究對(duì)象為T(mén)A2板材和鈮板，探討機(jī)械加工過(guò)程對(duì)這兩種板材維氏硬度指標(biāo)的影響。機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)床加緊的程度與刀具的鋒利程度都會(huì)對(duì)金屬板材加工的維氏硬度產(chǎn)生一定的影響，這是由于在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，機(jī)床的加緊程度和刀具加工過(guò)程控制不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致加工材料出現(xiàn)變形，在經(jīng)過(guò)機(jī)械加工之后，板材的表面會(huì)出現(xiàn)不同程度的硬化現(xiàn)象，導(dǎo)致金屬板材的硬度值受到干擾。因此在制作薄板的金屬材料時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)機(jī)械加工步驟的關(guān)注，避免由于機(jī)械加工失誤原因，對(duì)金屬板材的維氏硬度指標(biāo)造成影響。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;金屬板材;維氏硬度;影響

引言：

維氏硬度測(cè)試，是采用金剛石制成一個(gè)四角椎體形的構(gòu)件，作為壓頭。壓頭相對(duì)兩面所形成的夾角簡(jiǎn)稱面角，其角度大小為一百三十六度，棱角的角度為148°6′42″。試驗(yàn)力大小一般控制在49.03牛也就是5千克力以上，這一試驗(yàn)就是維氏硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)力大小在9.8牛（也就是1千克力）到49.03牛（也就是5千克力）之間的試驗(yàn)，被陳志偉小負(fù)荷的維氏硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)力大小在0.49牛到9.8牛之間的試驗(yàn)被稱之為顯微硬度試驗(yàn)，通常情況下被用于定量測(cè)定時(shí)使用。而試驗(yàn)力在0.49牛以下的試驗(yàn)通常用作定性分析時(shí)使用。

1.試驗(yàn)材料準(zhǔn)備

本論文探討的試驗(yàn)，其試驗(yàn)對(duì)象為5毫米厚的TA2金屬板材和厚度為4毫米厚的金屬鈮板，選取板材的縱向橫截面作為硬度試驗(yàn)的表面樣品，使用刨床來(lái)對(duì)試樣的表面進(jìn)行初步加工出之后，再使用型號(hào)為700號(hào)的細(xì)砂紙對(duì)進(jìn)行其板材表面的磨砂處理，磨砂時(shí)間控制在一分鐘左右，然后再對(duì)其進(jìn)行硬度測(cè)試試驗(yàn)，本試驗(yàn)主要是對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)過(guò)程中刨床的夾緊力大小以及刨床刀具的分離程度對(duì)金屬板材維氏硬度指標(biāo)的影響進(jìn)行探索

2.試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)備

本試驗(yàn)采用的試驗(yàn)設(shè)備為AVK型號(hào)的維氏硬度計(jì)壓頭，用正四椎體兩兩相對(duì)的夾角為測(cè)量裝置用帶螺旋測(cè)數(shù)的讀數(shù)顯微鏡進(jìn)行讀數(shù)，加載荷載設(shè)置為5千克，保持時(shí)間為三十秒，硬度壓痕測(cè)量精度控制在0.001毫米。

試驗(yàn)過(guò)程

板材試樣在進(jìn)行硬度測(cè)試時(shí)，一般會(huì)先使用鋸床鋸出一小塊的金屬試樣，然后在使用刨床對(duì)試樣進(jìn)行初步處理確保測(cè)試件的兩個(gè)端面與加工樣品的表面為平行狀態(tài)之后，再使用細(xì)砂紙對(duì)試樣的表面進(jìn)行打磨處理，然后就可以進(jìn)行硬度試驗(yàn)了。

在此之前主要關(guān)注點(diǎn)在于加工方式的差異上，或是表面處理方式對(duì)金屬板件硬度測(cè)試結(jié)果的影響，但是對(duì)于機(jī)械加工細(xì)節(jié)因素對(duì)金屬試件硬度的影響方面的研究還沒(méi)有相關(guān)的討論結(jié)果。因此本文主要針對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中刨床的夾緊力程度以及刀具的風(fēng)力程度對(duì)純鈦板與鈮板加工硬度的影響進(jìn)行分析。

在試驗(yàn)過(guò)程中，刨床生的夾緊力大小與使用刀具的鋒利程度都是會(huì)對(duì)金屬板件的加工硬度產(chǎn)生干擾的。本試驗(yàn)過(guò)程中所采用的刨床加工樣品，選取了集中不同的夾緊力程度對(duì)試件進(jìn)行加工，方式1：用力夾緊樣品，使樣品被牢牢的固定在刨床的卡槽中;方式2輕輕將試件樣品夾住，只要確保試驗(yàn)樣品在加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)即可，然后使用剛打磨的刀具對(duì)樣品的表面進(jìn)行加工處理，使用型號(hào)為700號(hào)的細(xì)砂紙對(duì)進(jìn)行其板材表面的磨砂處理，磨砂時(shí)間控制在一分鐘左右，然后再對(duì)其進(jìn)行硬度測(cè)試試驗(yàn)。刨床刀具鋒利程度對(duì)金屬板件硬度的影響試驗(yàn)：輕輕夾住樣品確保樣品在加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)即可，然后采用方式3磨損程度較為嚴(yán)重的刀具來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行打磨處理，試驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)樣品取五個(gè)點(diǎn)進(jìn)行硬度測(cè)試然后取其平均值作為硬度測(cè)試的結(jié)果。

3.試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果如圖1表格內(nèi)容所示：

緊接著我們又對(duì)6毫米、8毫米、10毫米、12毫米這四種厚度的純鈦板分別進(jìn)行了上述幾種方式的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，6毫米與8毫米厚度的純鈦板在夾緊力越大時(shí)，試件硬度結(jié)果也隨之增大，而對(duì)于10毫米與12毫米厚度的純鈦板在加工過(guò)程中夾緊力的大小基本不會(huì)對(duì)試件的硬度結(jié)果產(chǎn)生影響，但是需要注意的是，在進(jìn)行硬度測(cè)試時(shí)要盡量確保壓痕的位置在試樣的中心部位，越接近中心部位，試件的硬度值越高。

試驗(yàn)結(jié)果分析

由圖1 表格中方式1和方式2的測(cè)試數(shù)據(jù)，我們可以知道，對(duì)于純鈦板與鈮板這些強(qiáng)度比較低的薄板材料而言，使用刨床設(shè)備對(duì)其表面進(jìn)行加工處理時(shí)，需要將試件固定與卡槽內(nèi)部，并且?jiàn)A緊力如果太大，容易對(duì)樣品的橫截面方向造成擠壓力，導(dǎo)致樣品偏心，使板材樣品的硬度值增大，同時(shí)也會(huì)對(duì)硬度值測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生極大的影響，導(dǎo)致其準(zhǔn)確性不足。但是夾緊力大小的影響會(huì)隨著板材試件厚度的增加隨之降低，對(duì)于純鈦板厚度大于十毫米的金屬板材而言，刨床加工時(shí)夾緊力大小對(duì)硬度值大小所產(chǎn)生的影響幾乎可以不計(jì)。

由圖1 表格中方式1、方式2方式3的測(cè)試數(shù)據(jù)，我們可以知道，在使用刨床對(duì)樣品進(jìn)行加工過(guò)程中，加工刀具越是鋒利，低板材試樣表面所產(chǎn)生的擠壓力作用也就會(huì)越小，造成的機(jī)械熱作用也會(huì)隨之降低。因此，對(duì)試件硬度測(cè)試值大小的影響也會(huì)越小，因此，在進(jìn)行刀具加工時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保刀具的鋒利程度。

結(jié)束語(yǔ)：

首先，金屬材料在進(jìn)行硬度測(cè)試時(shí)機(jī)械加工對(duì)試樣的測(cè)試結(jié)果影響很大在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)考慮不同加工方式表面處理方式對(duì)結(jié)果的影響同時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮不同加工方式中細(xì)節(jié)因素對(duì)硬度測(cè)試結(jié)果的影響如刨床加工過(guò)程中夾緊力對(duì)強(qiáng)度較低的薄板硬度影響刀具鋒利程度對(duì)結(jié)果的影響車床加工過(guò)程中轉(zhuǎn)速對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響等各種因素。其次，為了獲得金屬材料相對(duì)準(zhǔn)確的維氏硬度值，試驗(yàn)室很有必要針對(duì)不同種類不同狀態(tài)的材料進(jìn)行機(jī)械加工及最終表面處理影響因素分析，分別制定不同的加工方法和后期處理?xiàng)l件在保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確的情況下同時(shí)要保證機(jī)械加工及表面處理的效率和成本。

參考文獻(xiàn)

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