精密測量用硬質合金球是一種以高硬度難熔金屬碳化物(如碳化鎢WC、碳化鈦TiC)微米級粉末為主要成分,以鈷(Co)、鎳(Ni)或鉬(Mo)為粘結劑,通過粉末冶金工藝在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的關鍵基礎元,在精密測量和儀器校準領域中有著重要應用。

1. 硬質合金球的主要特性
極高的硬度與耐磨性:其硬度通常高達HRA 91以上,接近金剛石。這使得它能承受長期、高強度的摩擦與磨損,使用壽命可達普通鋼球的幾十倍,有效保證了測量工具的長久穩(wěn)定性。
出色的尺寸穩(wěn)定性:硬質合金球具有極低的熱膨脹系數(shù)和良好的耐腐蝕性,能夠抵御酸、堿等化學物質的侵蝕。這意味著即使在溫度波動或惡劣環(huán)境下,它也能保持形狀和尺寸的穩(wěn)定。
卓越的抗壓強度:其抗壓強度可達6000 MPa以上,能夠承受高負荷環(huán)境而不發(fā)生變形。
可達到極高的精度:通過精密的研磨和拋光加工,硬質合金球可實現(xiàn)G5-G10級的高精度,直徑公差極小,表面光潔度高。其圓度誤差可被控制在納米級別,滿足最高標準的測量需求。
2. 硬質合金球的制造工藝簡述
硬質合金球的制造是一項精密的工藝,主要包括原料配制(按比例混合碳化鎢粉末與鈷粉等)、壓制成型、高溫燒結以及最后的精密研磨與拋光。嚴格的質量檢測,包括使用光學測量儀和圓度儀對尺寸、圓度和表面質量進行檢驗,是確保最終產品精度的關鍵環(huán)節(jié)

3. 硬質合金球在精密測量中的主要用途
作為測量探針:在三坐標測量機(CMM)、圓度儀等設備的接觸式測頭中,硬質合金球被用作探針的觸端。其高硬度和耐磨性可以最大限度地減少與被測工件表面的磨損,從而長期保證測量數(shù)據(jù)的準確性和一致性。
作為校準基準:得益于極高的尺寸穩(wěn)定性和已知的精確幾何形狀,硬質合金球常被用作標準量具,用于校準三坐標測量機、圓度儀和輪廓儀等精密儀器。例如,在校準CMM時,會將一個已知精確尺寸和圓度的標準球固定在工作臺上,通過測量該球來修正和驗證測量機的空間坐標精度。
用于專用檢測工具:在某些特定的高精度檢測場景中也能看到它的身影。例如,用于石油和航空領域密封槽檢測的墊環(huán)槽球規(guī),就采用高精度硬質合金球作為測量觸頭,以實現(xiàn)微米級的精確測量。
在表面測量與光學校準中的應用:由于其表面可以被加工得極其光滑,硬質合金球也作為表面粗糙度測量的參考標準。此外,在光學測量設備(如激光干涉儀)中,它憑借穩(wěn)定的幾何形狀和高反射率,被用作校準目標或定位元件。