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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇硬度測量，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院陜西西安710048
摘要 在物理量測量結(jié)果中，通常會出現(xiàn)不確定度，所謂不確定度是指由于存在測量誤差，不能準(zhǔn)確確定被測量值的程度，也就是說，不確定度代表著測量結(jié)果的可信賴程度。在報告物理量測量結(jié)果時，給出不確定度的作用主要表現(xiàn)為便于使用它的人評定可靠性，同時增強(qiáng)測量結(jié)果的可比性。本文從洛氏硬度測量的角度進(jìn)行闡述，同時對金屬材料洛氏硬度不確定度評定方法進(jìn)行分析，為評定金屬材料落實硬度的不確定度提供參考。
關(guān)鍵詞 不確定度；標(biāo)準(zhǔn)偏差；硬度測量
1 概述
測量對象：選擇材質(zhì)為45 鋼的鋼板；
檢測設(shè)備：TH300 自動數(shù)顯洛氏硬度計；
檢測環(huán)境：室溫為23.5益，相對濕度為55%；
檢測過程：按照GB/T 230.1 - 2009《金屬材料洛氏硬度試驗試驗方法》的相關(guān)要求，先用硬度水平為48.2HRC 的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊檢測硬度計，在硬度塊上選擇5 點(diǎn)測定其洛氏硬度值，當(dāng)硬度計正常運(yùn)行后，再測定試樣的洛氏硬度，測定5 點(diǎn)硬度值。
2 數(shù)學(xué)模型和不確定度分項的評定
2.1 測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時硬度試驗機(jī)的不確定度
2.1.1 在整個試驗面上，使用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊均勻分布地壓出5 個相應(yīng)的壓痕，分別測定其硬度值，試驗結(jié)果如下表所示：
2.1.2 單次試驗標(biāo)準(zhǔn)偏差
評定選擇A 類方法
在評定過程中，按照J(rèn)JF1059—2012 推薦的極差法進(jìn)行計算，相應(yīng)的計算公式如下所示：
其中：
R 為測量結(jié)果中的最大值與最小值之差；
C 為極差系數(shù)（當(dāng)n=5 時極差系數(shù)C=2.33）。
將R=48.2-47.9=0.3HRC、C=2.33 代入上述公式，
2.1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時硬度試驗機(jī)的不確定度
對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測量時，硬度實驗機(jī)的不確定度選擇5 次測量值的平均值，為
2.2 試樣測量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ux
2.2.2 測量試樣的標(biāo)準(zhǔn)偏差
在測量試樣的過程中，采用極差法對測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行處理，當(dāng)n=5 時，極差系數(shù)C=為2.33，將R=0.40HRC 帶入下列公式為
2.2.3 評定試樣測量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度對單次測量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度進(jìn)行評定：
2.3 評定標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uCRM根據(jù)GB/T 230.3-2012 規(guī)定，將rrel 定為1.0%、HCMR=48.2HRC帶入下列公式：
整理uCRM=0.1703。
2.4 評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度uE
在硬度計誤差允許的情況下，按照GB/ 230.2-2012 的相關(guān)要求，洛氏硬度的允許誤差Erel 為1.5HRC
2.5 評定壓痕測量分辨力的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ums
在測量過程中，測量裝置的測壓痕分辨率為啄ms=0.1HRC。
3 評定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
3.1 靈敏系數(shù)
通過上述分析，匯總各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項，如下表所示：
3.2 計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc
在計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時，將輸入量看成彼此相互獨(dú)立的，同時按照下式對標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行合成處理：
4 評定擴(kuò)展不確定度
置信概率P、包含因子k 分別取95豫和2，那么擴(kuò)展不確定度U95為
5 測量結(jié)果
參考文獻(xiàn)
[1]GB/T8170-2008,數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定[S].
[2]GB/T230.1-2009,金屬材料洛氏硬度試驗第1 部分：試驗方法[S].
關(guān)鍵詞 ：洛氏硬度計 測量誤差 產(chǎn)生原因 對策
一、對測量誤差來源的分析
無論是在任何的測量過程中，誤差都是無法避免的，但是如果我國能夠認(rèn)清誤差產(chǎn)生的原因和來源，并盡量避免和想法消除它，那么就可以將測量誤差控制在我們可以接受，不影響大局的一定的范圍之內(nèi)，這樣一來，我們的目的就達(dá)到了。對于洛式硬度計示值誤差也是如此，因此首先我們必須認(rèn)清洛式硬度誤差產(chǎn)生的主要原因和來源。我個人經(jīng)常長期的研究和實踐，以及學(xué)習(xí)廣大學(xué)者們的研究成果，發(fā)現(xiàn)洛式硬度計的示值誤差其實主要有以下幾大種來源：
首先，洛式硬度計的示值誤差的第一大來源是測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，這主要是由于測量人員在測量過程中的操作失誤和無法避免的情況下產(chǎn)生的誤差。
其次，是由硬度計本身所具有的不確定度所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結(jié)果的可信賴程度。它是測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。不確定度愈小，所述結(jié)果與被測量的真值愈接近，質(zhì)量越高，水平越高，其使用價值越高；不確定度越大，測量結(jié)果的質(zhì)量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結(jié)果時，必須給出相應(yīng)的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強(qiáng)了測量結(jié)果之間的可比性。
第三，是由硬度塊不確定度所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。這主要是由于硬度塊本身的問題導(dǎo)致的測量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度，硬度塊由于受溫度、銹蝕、環(huán)境等多方面的作用容易對自己的各種屬性產(chǎn)生一些影響，而這些影響又間接的影響了最后的測量結(jié)果的不確定性。
第四，是全洛氏硬度計的示值調(diào)整方法帶來的影響，產(chǎn)生的測量誤差
示值調(diào)整方法是以每10個硬度單位為一個硬度范圍段。如發(fā)現(xiàn)某一硬度范圍段示值超差，則通過加修正量的方法予以調(diào)整。但是這各調(diào)整方法本身就是存在著問題的，眾所周知，全洛氏硬度計的各個硬度范圍段都是相互獨(dú)立的，因此對其中一個范圍段的調(diào)整無法影響到其它的范圍段，所以這種調(diào)整必然無法保證全洛氏硬度計在整個硬度范圍內(nèi)合格。在這樣的條件下測來的數(shù)據(jù)必定會有不小的誤差，這明顯是無法避免的。目前解決此問題的方法是通過已知的硬度范圍段的修正量來確定其他硬度范圍段的修正量。但此方法麻煩而繁瑣，且并不能保證測量數(shù)據(jù)的精確。
第五，預(yù)負(fù)荷及主負(fù)荷誤差、壓入時間和負(fù)荷的保持時間對硬度值的影響間接的影響了最后的測量值，難以避免的產(chǎn)生了測量誤差。而金剛石壓頭圓錐角比名義值和壓頭的鋼球直徑比名義值也對最后的測量值有所影響。
第六，壓痕深度的測量系統(tǒng)及硬度值數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)誤差也是最后的測量誤差的來源之一。
二、保證全洛氏硬度計的示值準(zhǔn)確的建議
根據(jù)上述產(chǎn)生誤差的原因與源頭，我個人嘗試性的給出了下列一些解決方案和建議。
第一，對于因測量人員在測量過程中的操作失誤和無法避免的情況下產(chǎn)生的誤差。前者可以通過小心謹(jǐn)慎和小心操作洛式硬度計來避免，而后者無法避免，只要以通過某些公式和計算方法來修正。
第二，硬度計本身的不確定度是無法避免的，但可以通過修正手段來修正。下述公式可以對硬度計及下文的硬度塊的誤差進(jìn)行修正：
數(shù)學(xué)模型
h=Hm-Hb
式中：h―――硬度計的示值誤差；
Hm―――硬度計示值的算術(shù)平均值；Hb―――硬度塊的標(biāo)準(zhǔn)值。
第三，硬度塊的不確定度帶來的測量誤差的解決方案是在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下進(jìn)行測量，盡量避免環(huán)境對硬度塊的影響，及通過修正手段來減少誤差。
第四，除了對上述誤差產(chǎn)生原因和來源進(jìn)行預(yù)防和控制外，還可以通過對全洛氏硬度計硬度范圍段的修正量確定應(yīng)采取相應(yīng)的調(diào)整措施。這一方法就是需要采取“就高原則”來對態(tài)度范圍段的修正量進(jìn)行調(diào)整。所謂就高原則指的是在進(jìn)行示值調(diào)整時，首先依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)硬度塊確定其所在的硬度范圍段的修正量，在這之后，對于其它相鄰的硬度范圍段不再不加修正，而是對與之相鄰的硬度范圍段采取就高原則確定修正量。具體的做法是調(diào)整這一級的范圍段的修正量與上一級的范圍段一到，如： 30～40 hrc范圍段修正量與40～50hrc范圍段一致。
第五，解決這些問題的方法是進(jìn)行精確調(diào)整，但卻并不能完全保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。及對最后的測量值進(jìn)行誤差修正。
第六，測量系統(tǒng)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的誤差無法避免，只能通過制造方給定的或者科學(xué)的修正手段來進(jìn)行修正。
參考文獻(xiàn)：
[1]中國計量科學(xué)院.力值與硬度計量手冊[m].北京：中國計量出版社， 1980.
[2]史濟(jì)來.田少崗.洛氏硬度計示值誤差調(diào)整的一個誤區(qū)[A].江蘇省計量測試學(xué)術(shù)論文集（2011）[C]，2011年.
[3]張澤孟.金屬洛氏硬度計非正常偏差之探討[A].2008年江蘇省計量測試學(xué)術(shù)論文集[C]，2008年.
1強(qiáng)度與強(qiáng)度指標(biāo)
強(qiáng)度就是金屬材料在承受靜載荷作用時，抵抗其發(fā)生塑性變形或著斷裂的能力。金屬材料強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，應(yīng)力能準(zhǔn)確的反映出金屬材料內(nèi)部的受力狀態(tài)。單位面積上的內(nèi)力(材料內(nèi)部與外力相對抗的力)我們稱之為應(yīng)力。金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)通常用屈服強(qiáng)度來表示。金屬材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，發(fā)生塑性變形而載荷不增加時的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度又分為上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度，分別用Reh和ReL表示。通常我們所用到的零部件一般不允許發(fā)生明顯的塑性變形，材料的屈服強(qiáng)度越高，其抵抗塑性變形的能力就會越強(qiáng)，材料的使用性能就會越好，因此屈服強(qiáng)度是我們設(shè)計零部件和選材的主要依據(jù)。
2塑性與塑性指標(biāo)
所謂的塑性就是金屬材料在載荷作用下發(fā)生斷裂前所能承受的最大塑性變形的能力。塑性指標(biāo)通常用斷后伸長率和斷面收縮率表示。斷后伸長率用A表示，為式樣拉斷后的標(biāo)距長度與原始標(biāo)距長度之差與原始標(biāo)距的百分比。斷面收縮率用Z表示，為式樣原始橫截面積與斷口處最小橫截面積之差與原始橫截面積百分比。其中斷面收縮率和伸長率相比較，更能比較確切的反映出金屬材料的塑性，因為斷面收縮率不受試件尺寸的影響。斷面收縮率和伸長率越大表明這種金屬材料的塑性就會越好，就會越容易進(jìn)行塑形加工，越容易加工成形狀復(fù)雜的零部件。其中塑性好的材料在受到比較大的沖擊力時，會首先產(chǎn)生塑性變形而不會突然斷裂，使用性能比較安全。
3硬度和硬度試驗
所謂的硬度就是金屬材料抵抗局部塑性變形和破壞的能力。硬度試驗方法種類比較多，最常用的有布氏硬度試驗法、洛氏硬度試驗法、維氏硬度試驗法三種。
(1)布氏硬度試驗法①布氏硬度試驗原理。使用硬質(zhì)合金球做壓頭，同時以一定的試驗壓力壓入金屬表面，保持規(guī)定時間后消除試驗力，最后測量壓痕表面直徑，通過計算公式計算其硬度值。實驗表明布氏硬度值的大小僅與壓痕直徑的大小有關(guān)系。D越大，壓痕直徑越大，也就是硬度越低。②布氏硬度特點(diǎn)及適用范圍。布氏硬度的試驗力和壓痕直徑都比較大，所以壓痕也比較大，比較直觀準(zhǔn)確的測定硬度值。但是，由于壓痕比較大，對金屬表面的損傷程度也比較大，這就要求布氏硬度試驗法不適合測量零部件表面質(zhì)量要求比較高或薄壁零部件。
(2)洛氏硬度試驗法①洛氏硬度實驗原理。洛氏硬度實驗原理與布氏硬度差不多，區(qū)別在于把硬質(zhì)合金球形壓頭改為金剛石圓錐壓頭，通過壓痕深度來測量硬度值。常用的洛氏硬度有A、B、C三種標(biāo)尺，最常用的是C標(biāo)尺。采用不同標(biāo)尺下的硬度值是不能互相比較的，必須轉(zhuǎn)化為同一標(biāo)尺進(jìn)行比較。②洛氏硬度特點(diǎn)及適用范圍。洛氏硬度不同于布氏硬度，其壓痕比較小，對零部件的損壞程度比較小，故可以測量一些薄壁及表面質(zhì)量要求比較高的零部件，同時由于壓痕比較小，存在一定的局限性，測量的硬度值也不夠準(zhǔn)確。
(3)維氏硬度試驗法維氏硬度試驗與布氏硬度試驗不同之處在于壓頭是一個金剛石正四棱錐體，通過壓痕對角線的長度來計算硬度值。維氏硬度試驗所施加的試驗力比較小，壓痕比較不明顯，故可以測量薄壁零部件，但對壓痕對角線的測量比較復(fù)雜。
4沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度
金屬材料在實際使用加工過程中所承受的載荷不僅僅是靜載荷，也有沖擊載荷和交變載荷，也可能是多種載荷的疊加，只通過拉伸試驗和硬度試驗研究靜載荷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就要求我們必須研究多種載荷下金屬材料的力學(xué)性能，故對沖擊載荷和疲勞載荷的研究有著重大的意義。
(1)沖擊韌性顧名思義，金屬材料抵抗沖擊載荷如不發(fā)生破壞的能力就是沖擊韌性。沖擊韌性主要通過彎曲試驗測量得到的。對于沖擊力的測量我們主要取決于沖擊韌度的大小，金屬材料受到大能量的沖擊載荷作用時，沖擊抗力的大小主要取決于沖擊韌度的大小，而在多次重復(fù)沖擊作用下，其沖擊抗力主要由材料的強(qiáng)度和塑性決定。
材料的強(qiáng)度和硬度是材料力學(xué)性能的兩個不同特征，在概念定義、研究對象、常用指標(biāo)、測量方法等方面有區(qū)別：
1、概念定義不同：材料的強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力；材料的硬度是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。二者是完全不同的兩個力學(xué)特征。
2、研究對象不同：材料強(qiáng)度研究的是結(jié)構(gòu)內(nèi)部力的分布，包括組織結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)在載荷下如何變形和如何失效等。材料硬度研究的是材料在外力作用下的變化。
3、常用指標(biāo)不同：料強(qiáng)度常用指標(biāo)為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。材料硬度常用指標(biāo)為壓入硬度、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種。
4、測量方法不同：材料強(qiáng)度是通過靜力試驗來測定的，通過標(biāo)準(zhǔn)試件的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的。材料硬度的測量方法因其分類不同，采用的方法不一。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
洛氏硬度與布氏硬度之間的換算在一定條件下滿足：洛氏硬度約等于十分之一布氏硬度。
洛氏硬度是由洛克威爾提出來的學(xué)術(shù)概念，是使用洛氏硬度計所測定的金屬材料的硬度值。該值沒有單位，用代號HR表示。其測量方法是，在規(guī)定的外加載荷下，將鋼球或金剛石壓頭垂直壓入待試材料的表面，產(chǎn)生凹痕，根據(jù)載荷解除后的凹痕深度，利用洛氏硬度計算公式計算出洛氏硬度。
布氏硬度是由瑞典人布納瑞首先提出，是表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由布氏硬度計測定。其測量方法是，用一定大小的載荷P把直徑為D的淬火鋼球壓入被測金屬材料表面，保持一段時間后卸除載荷。載荷P與壓痕表面積F的比值即為布氏硬度值，記作HB。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：螺栓 硬度試驗 化學(xué)分析試驗
中圖分類號：TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）002-054-02
1 前言
在飛速發(fā)展的的現(xiàn)在，汽車逐漸融入人們的生活之中，成為人們必需品，而螺栓在連接汽車零部件上起著重要的作用。螺栓就是由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。
2 螺栓的硬度試驗
硬度是表示材料性能的指標(biāo)之一，通常指的是一種材料抵抗其他較堅硬而被視作不發(fā)生彈性及塑性變形的剛性物體對它壓入的能力。最常見的是用洛氏硬度、維氏硬度、布氏硬度來測定金屬硬度。檢測螺栓硬度最常用的是洛氏硬度檢測法。
表1 螺栓硬度性能標(biāo)準(zhǔn)表
檢測螺栓硬度性能有兩種方法：一種是檢測表面硬度，另一種是檢測芯部硬度。測表面硬度時，首先把螺栓表面的鍍層或雜質(zhì)去除，目的是防止表面鍍層或雜志對螺栓的硬度值產(chǎn)生影響。去除表面鍍層或雜質(zhì)時，注意不能使用轉(zhuǎn)速過快的設(shè)備，轉(zhuǎn)速過快，使螺栓表面溫度升高，導(dǎo)致經(jīng)過熱處理之后的基體，產(chǎn)生新晶體，影響螺栓的硬度值，推薦采用砂紙磨除表面鍍層或雜質(zhì)的方法；測芯部材質(zhì)硬度時，用設(shè)備或手鋸進(jìn)行切割，取芯部的材質(zhì)即可，取材的大小依據(jù)設(shè)備而定，一般要求材料厚度不得小于壓痕深度的8倍。表面硬度與芯部硬度用HRC檢測一般相差4個值。螺栓硬度值的判定：可以測量一個值，對螺栓的硬度進(jìn)行判定，也可采用測量多個值，然后求平均值，再進(jìn)行判定。
洛氏硬度HRB, 是采用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度,一般用于測定較軟的金屬或未淬火的鋼材，如測定退火鋼、有色金屬材料等；洛氏硬度HRC，是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,一般用于測定經(jīng)過熱處理淬硬的鋼制品材料，8.8級(包括8.8級)以上的螺栓大多經(jīng)過熱處理。
以洛氏硬度HRC為例：10.9級 M12.50的達(dá)克羅螺栓硬度值為：34、35、34、37、38、35、平均值為：35.5。在洛氏硬度性能標(biāo)準(zhǔn)表中查找，性能等級為10.9級所對應(yīng)得洛氏硬度值（HBC）的區(qū)間為：32―39，M12.50的達(dá)克羅螺栓平均硬度值值為：35.5，硬度符合標(biāo)準(zhǔn)，判定為：合格。
3 螺栓的化學(xué)分析試驗
化學(xué)分析試驗主要檢測螺栓中的碳、硫、磷、硅、錳的含量，各元素的含量直接關(guān)系著材質(zhì)的整體性能。
各元素在材質(zhì)所起得作用：碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性；硅（Si）：在煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑，能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用；錳（Mn）：在煉鋼過程中，是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%，在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力；磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，降低塑性，使冷彎性能變壞；硫（S）：硫在通常情況下是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。
表2 不同的材質(zhì)元素的含量標(biāo)準(zhǔn)
3.1 檢測螺栓中碳、硫元素的含量
橡膠材料為超彈性材料，在數(shù)值模擬中Mooney模型是應(yīng)用最廣的模型。Mooney模型假定橡膠材料受力時在較短的時間內(nèi)及恒定的溫度下為各向同性不可壓縮材料。一般廣泛應(yīng)用的是Mooney－Rivlin模型，橡膠材料的應(yīng)變能密度函數(shù)W是應(yīng)變張量不變量的函數(shù)，其關(guān)系為：W＝C10（l1－3）＋C01（l2－3）。（1）式中：l1，l2是應(yīng)變張量不變量；C10，C01是材料力學(xué)性能常數(shù)，由試驗獲得。由橡膠的不可壓縮性得泊松比μ＝0．5，由彈性力學(xué)理論得E0＝3G。G和E0與材料常數(shù)的關(guān)系為：G＝2（C10＋C01），E0＝6C10（1＋C01／C10）。（2）橡膠硬度Hr（IRHD硬度）與彈性模量E0的試驗數(shù)據(jù)，經(jīng)擬合得［5］：logE0＝0．0198Hr－0．5432。（3）橡膠硬度很容易測得，可根據(jù)式（2）和式（3）計算C10與C01。
2橡膠材料的顯式有限元模擬方法
橡膠密封墊壓縮過程的數(shù)值模擬難度較大，難點(diǎn)一是橡膠材料本身的非線性，二是橡膠密封墊壓縮過程的大變形，三是橡膠密封墊內(nèi)部孔洞及密封墊與凹槽間的復(fù)雜接觸。有限元中常用的隱式方法采用的增量步數(shù)目較少，在每個增量步中必須求解一套全域的方程租，每一步計算成本較高。在采用隱式方法進(jìn)行橡膠密封墊壓縮過程的模擬時，在密封墊變形較小時一般沒有問題，但當(dāng)變形過大，或密封墊內(nèi)部孔洞之間及密封墊與凹槽間形成復(fù)雜接觸時，往往會出現(xiàn)計算不收斂造成計算中斷。應(yīng)用顯式動力學(xué)方法建立接觸條件的公式要比應(yīng)用隱式方法容易得多。顯式求解方法是一種動態(tài)求解過程，當(dāng)求解動力平衡的狀態(tài)時，非平衡力以應(yīng)力波的形式在相鄰單元之間傳播。在求解復(fù)雜的接觸問題時，顯式計算方法相對于隱式過程的一個優(yōu)勢是不存在收斂問題，因此更加容易。本節(jié)采用ABAQUS／Explicit顯示計算模塊，遵循準(zhǔn)靜態(tài)方法以非常小的加載速度（盡可能減小慣性力的影響）模擬橡膠密封墊的壓縮過程。計算過程中，依據(jù)橡膠密封墊硬度采用的橡膠Mooney－Rivlin。建立密封墊的三維有限元模型，彈性密封墊材料采用Mooney－Rivlin模型，采用剛體來模擬管片凹槽對防水密封墊的側(cè)限作用以及千斤頂加載，所有計算單元采用八節(jié)點(diǎn)六面體單元（C3D8R）。有限元模型示意如圖1所示。剛體與橡膠密封墊、橡膠密封墊內(nèi)部孔洞間設(shè)置接觸對，同時設(shè)置上下剛體的邊界約束，橡膠密封墊前后表面設(shè)置位移約束模擬材料的平面應(yīng)變行為。
3橡膠密封墊的壓縮試驗
本次試驗采用的密封墊為三元乙丙彈性密封墊，截取一小段長度采用橡膠壓縮試驗設(shè)備進(jìn)行試驗。橡膠壓縮試驗設(shè)備由3部分組成：橡膠墊固定鋼槽、試驗加載儀器和試驗測量儀器試驗加載儀器為千斤頂加載儀器。試驗加載以位移為變量，加載儀器的位移加載精度為0．1mm。試驗測量儀器分為橡膠位移測量儀器和橡膠豎向力測量儀器。橡膠位移測量儀器為千分表，精度為0．01mm。豎向力測量儀器為試驗機(jī)本身，試驗機(jī)操作系統(tǒng)可以顯示千斤頂?shù)膶崟r壓縮力，精度為0．1kN。試驗時截取長度為20cm的防水橡膠墊嵌入鋼槽進(jìn)行試驗。橡膠墊壓縮試驗采用逐級增加荷載，并在每級加載之后讀取橡膠墊位移，最后得到橡膠墊的力－位移曲線。試驗時壓縮量為0～8mm，增量為05mm，每隔0．5mm記錄一次橡膠墊豎向位移和試驗力數(shù)據(jù)。
4密封墊壓縮試驗結(jié)果與有限元結(jié)果對比
圖4為試驗及有限元模擬所用彈性橡膠密封墊的詳圖，橡膠硬度為65度。根據(jù)設(shè)計圖紙中橡膠墊高度和管片上的溝槽高度可得到橡膠密封墊的最大壓縮量約為5．5mm。橡膠密封墊裝配壓力－壓縮量關(guān)系有限元模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的對比如圖5所示，兩者趨勢非常吻合，結(jié)果也較為接近，顯式有限元數(shù)值分析可以得到較為理想的彈性橡膠密封墊力學(xué)特性曲線。從橡膠密封墊裝配壓力－壓縮量曲線的整體趨勢分析，橡膠密封墊的壓縮變形主要分為2個階段：橡膠墊豎向壓縮量在0～4mm時，橡膠密封墊受力基本隨壓縮量呈線性增大；壓縮量達(dá)到4mm后，隨豎向壓力增加，橡膠墊壓縮速率明顯減小，受力急劇增加，裝配壓力－壓縮量曲線呈非線性變化。分析認(rèn)為第1階段彈性橡膠密封墊的壓縮主要為密封墊內(nèi)部孔洞的壓縮，此時單位壓縮量所需要的壓力較小。隨著橡膠密封墊內(nèi)部孔洞的逐步壓密，密封墊單位壓縮量所需要的壓力急劇增大。
5橡膠密封墊力學(xué)性能影響因素分析
5．1橡膠硬度對密封墊力學(xué)性能的影響采用硬度為45，50，55，65度的不同硬度橡膠材料建立有限元模型計算其裝配壓力－壓縮量關(guān)系。橡膠密封墊的截面詳圖及材料參數(shù)見前文。采用不同硬度橡膠材料計算得到的橡膠密封墊裝配壓力－壓縮量關(guān)系。可知：不同硬度橡膠密封墊的裝配壓力－壓縮量曲線趨勢一致，在壓縮量較小時，裝配壓力與壓縮量基本呈線性關(guān)系；在壓縮量超過一定程度（此處約為4mm）后，裝配壓力與壓縮量呈非線性關(guān)系，隨著壓縮量的增加，所需壓力急劇增長。橡膠材料硬度對橡膠密封墊的硬度有顯著影響，隨著材料硬度的增加，密封墊變“硬”，在相同壓縮量形狀下，硬度越大的橡膠密封墊所需要的裝配壓力也越大。無錯位情況下，在達(dá)到最大壓縮量時，橡膠硬度為65度時需要的裝配壓力約為41．5kN／m；橡膠硬度為55度時需要的裝配壓力約為26．6kN／m；橡膠硬度為45度時需要的裝配壓力約為19．3kN／m。上海地區(qū)盾構(gòu)千斤頂可提供的密封墊裝配壓力經(jīng)驗值約為60kN／m，若橡膠墊完全壓密時所需的裝配壓力超過該值時將造成裝配困難。
5．2橡膠密封墊開孔率對密封墊力學(xué)性能的影響調(diào)整橡膠密封墊孔洞大小，得到橡膠密封墊截面。采用有限元分析得到的不同開孔率條件下的橡膠密封墊裝配壓力－壓縮量關(guān)系可知：在材料硬度一致情況下，橡膠密封墊開孔率對橡膠密封墊的力學(xué)特性有顯著影響，不同開孔率橡膠密封墊的裝配壓力－壓縮量曲線基本一致。隨著橡膠密封墊開孔率的增加，橡膠墊越來越“軟”，變得更易壓縮。過軟的彈性橡膠密封墊在接縫張開時形成的接觸面壓應(yīng)力過小，容易造成該處滲水。
6結(jié)論與建議
本文針對盾構(gòu)隧道彈性橡膠密封墊的數(shù)值分析難點(diǎn)，提出了采用顯式有限元分析方法對彈性橡膠密封墊的壓縮過程進(jìn)行模擬。結(jié)合具體的橡膠密封墊斷面形式，采用有限元軟件ABAQUS的Explicit顯式計算模塊建立三維有限元模型進(jìn)行了橡膠密封墊的壓縮過程分析。得到以下主要結(jié)論：
1）將有限元得到的橡膠密封墊的裝配壓力－壓縮量曲線與力學(xué)試驗結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了顯式有限元方法模擬密封墊壓縮過程的適用性。
關(guān)鍵詞：鋁合金；建筑型材；檢驗
中圖分類號：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
引言：目前在建筑材料不斷更新發(fā)展的情況下，越來越多的新型材料被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代建筑工程施工中。鋁合金作為一種自重小、強(qiáng)度高、防火防潮、美觀耐用的高性能建筑型材，在建筑的門窗安裝和幕墻安裝中具有廣泛的應(yīng)用。是一種具有很大發(fā)展前景的建筑型材。然而，鋁合金門窗或幕墻在使用中發(fā)生變形，甚至脫落的現(xiàn)象卻困擾著用戶，為人們的正常生活帶來很大的不便。基于此，在使用鋁合金型材進(jìn)行建筑施工時，必須要加強(qiáng)鋁合金的質(zhì)量檢驗，在原材料上嚴(yán)格把關(guān)，提高門窗的施工質(zhì)量，確保鋁合金型材在建筑中的安全性、耐久性。
1 對鋁合金建筑型材進(jìn)行檢驗的重要性
鋁合金型材是一種重要的建筑結(jié)構(gòu)材料，作為建筑物的受力構(gòu)件之一，承受荷載及外界對它的作用力，其質(zhì)量是否合格至關(guān)重要，它不僅涉及質(zhì)量問題，而且涉及安全問題。目前，鋁型材生產(chǎn)企業(yè)眾多，生產(chǎn)水平參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量和售價差別大，市面存在偽劣產(chǎn)品，這就損害了消費(fèi)者利益，有可能留下工程質(zhì)量隱患。鋁合金門窗工程按面積計價，而鋁型材進(jìn)貨以重量成交。相同重量時，薄壁型材必然多出面積，多盈利，少部分承包單位為了多贏利，不顧國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和消費(fèi)者利益，大量使用薄壁型材，從而給工程質(zhì)量留下隱患。綜上所述，為了保證鋁型材質(zhì)量，消除工程質(zhì)量隱患，開發(fā)鋁合金建筑型材檢驗勢在必行。
2 鋁合金建筑型材的檢驗項目和方法
根據(jù)國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在對鋁合金材料進(jìn)行檢驗時，需要監(jiān)測的項目涉及到幾十種種類，這些項目又根據(jù)需求的不同而分為一般檢驗項目和其他檢驗項目。一般檢驗項目是在鋁合金建筑型材的檢驗中大多數(shù)都會檢測到的項目，如外觀、形狀等等。而其他檢驗項目則是指根據(jù)工程實際的需要進(jìn)行檢驗的項目，如硬度、強(qiáng)度等等。本文中主要對鋁合金型材的韋氏硬度、膜厚、壁厚等這三種項目的檢測方法進(jìn)行介紹。
鋁合金型材的強(qiáng)度主要由其力學(xué)性能和壁厚兩個因素決定。硬度在一定程度上反映了金屬材料在化學(xué)成分、金相組織和熱處理工藝上的差異，是一個由材料的彈性、塑性、韌性等一系列不同力學(xué)性能組成的綜合性指標(biāo)。力學(xué)性能的測定有兩種方法，一種是拉伸試驗，一種是硬度試驗。
璧厚和硬度是影響鋁合金型材強(qiáng)度和剛度的主要因素，直接影響其使用功能和安全性能，鋁合金型材作為門窗和幕墻的主要受力構(gòu)件，應(yīng)滿足一定力學(xué)性能要求。GB/T5237規(guī)定，門窗受力桿件的型材壁厚不小于1.2mm，幕墻受力桿件的型材壁厚不小于3.0mm。壁厚過小，鋁合金框容易變形而不能滿足抗彎要求，錨固點(diǎn)容易破壞，對構(gòu)件連接也不利。壁厚檢測較簡單，一把千分尺（分辨率0.02mm或0.05mm）或一部金屬用/非金屬測厚儀（分辨率0.1mm）即可。鋁合金型材表面膜層主要對鋁合金型材起防腐保護(hù)作用，提高鋁合金型材使用的耐久性和美觀性。膜厚的測量方法主要有兩種，一種是橫截面顯微法（GB6462），一種是渦流法（GB4957），前者是仲裁性檢驗方法，后者是常規(guī)檢驗方法。
型材的表面質(zhì)量通過觀察檢驗。型材表面應(yīng)清潔、色澤均勻，表面不應(yīng)有裂紋、起皮、腐蝕斑點(diǎn)、氣泡、電灼傷、黑斑、凹凸條痕以及膜（涂）層脫落等情況。一般情況下，型材表面質(zhì)量由施工單位進(jìn)行檢驗。
3 鋁合金建筑型材檢驗時的注意事項
3.1 膜厚檢測時注意事項：選擇足夠精度的膜厚檢測儀；明顯的溫度變化對檢測結(jié)果有影響，在檢測前，渦流測厚儀應(yīng)在溫度大致相近的情況下進(jìn)行校準(zhǔn)：注意清除型材表面附著物質(zhì)，使渦流測厚儀的探頭與被測試表面直接接觸；注意使探頭與試樣表面垂直；注意邊緣效應(yīng)；探頭置于試樣上施壓應(yīng)保持恒定：型材同一裝飾面不同部位的測區(qū)不應(yīng)少于5個，同一測區(qū)的測點(diǎn)不少于3個，取其平均值。
3.2韋氏硬度檢測前，用標(biāo)準(zhǔn)硬度片校準(zhǔn)硬度計；加載要平衡、均勻；檢測時注意壓針與試驗面垂直；注意壓痕到邊緣的距離大于3mm；相鄰壓痕中心距離應(yīng)大于6mm；試驗面如有涂層，應(yīng)先徹底消除后再檢測硬度；注意測區(qū)不少于5個，同一測區(qū)測量點(diǎn)不少于3個，取其平均值。
3.3 壁厚檢測時，要在型材同一截面的不同部位測量，測點(diǎn)不應(yīng)少于5個，取最小值。
4 鋁合金型材檢測中測量誤差的分析
在對鋁合金型材進(jìn)行測量時，往往會存在一定的測量誤差，這對于確定鋁合金型材的質(zhì)量來講，是非常不利的。而引起這種誤差發(fā)生的原因有很多種，有主觀因素，也有客觀因素，有隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差兩種誤差方式。
一般來將，取樣時未能選取具有足夠代表性的鋁合金型材樣品易導(dǎo)致測量誤差的出現(xiàn)。而取樣時有可能會因為取樣人員不夠?qū)I(yè)，也有可能受各種條件限制而不能全面均勻取樣，這都會使取樣不能具備代表性，引起測量誤差。
當(dāng)然，測量儀器的性能對于鋁合金型材的檢測結(jié)果也有著很大的影響。分辨率低、鑒別力不高的儀器，其穩(wěn)定性、靈敏度以及分辨力都不能達(dá)到檢驗標(biāo)準(zhǔn)的需求，自然會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的誤差影響。
除此之外，各種環(huán)境的影響，如溫度、濕度變化等，也會對檢測結(jié)構(gòu)造成影響。同時，檢驗人員的專業(yè)技能水平與檢驗工作經(jīng)驗不足也會造成測量誤差。
5 目前存在問題與建議
5.1 目前，多數(shù)工程的鋁合金型材使用前沒有檢驗，部分工程是把鋁合金型材加工成產(chǎn)品并安裝完畢，再要求鋁合金型材檢驗，這種情況，很難對硬度及壁厚進(jìn)行檢測，再者，假如檢測結(jié)果不合格，處理時，難度大，造成了人力和財力極大浪費(fèi)。故建議施工單位先對鋁合金型材進(jìn)行檢驗，檢驗合格后再進(jìn)行加工安裝。
5.2 目前，建設(shè)工程領(lǐng)域中開展鋁合金型材檢驗工作的單位較少。建議還沒有開展此項工作的單位加強(qiáng)自身建設(shè)，拓寬檢測范圍，增加檢測手段，提高社會效益，為保證建筑工程質(zhì)量多做貢獻(xiàn)。
5.3 建筑工程參建人員對鋁合金型材相關(guān)知識及標(biāo)準(zhǔn)了解較少。建議相關(guān)部門加強(qiáng)宣傳、貫徹工作，促使工程參建各方重視鋁合金型材質(zhì)量。保證鋁合金建筑型材質(zhì)量，消除工程質(zhì)量隱患，保護(hù)消費(fèi)者的利益。
6 結(jié)束語
總之，在建筑工程施工中對鋁合金型材進(jìn)行質(zhì)量檢驗是非常有必要的。在實際的檢驗工作中，要切實做好取樣工作，加強(qiáng)檢測管理，提高檢驗人員的專業(yè)水平，盡量減少測量誤差，以最大程度保證鋁合金型材的應(yīng)用質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】爆炸噴涂；耐磨涂層；二硫化鉬
0.引言
作為常用的一種耐磨涂層，WC-Co有較高的硬度，優(yōu)異的耐磨粒磨損性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工等領(lǐng)域。但由于其較高的硬度，導(dǎo)致體系中的摩擦系數(shù)偏高，在服役過程中加劇了與之匹配的摩擦副的磨損。因此通過添加具有性能的組分，研究出同時具有高硬度和低剪切強(qiáng)度的復(fù)合涂層，其研究具有可行性，同時對于提高關(guān)鍵部件的硬度、耐磨性、降低其摩擦系數(shù)達(dá)到一定的減摩性，提高設(shè)備壽命、延長設(shè)備檢修周期具有重要的意義。
爆炸噴涂做為制備耐磨涂層主要技術(shù)之一，具有噴涂速度快（最高可達(dá)1200m/s），涂層致密，孔隙率低等優(yōu)點(diǎn)[1]。本研究向碳化鎢涂層添加了固體材料鎳包二硫化鉬，采用爆炸噴涂技術(shù)制備一系列耐磨減摩涂層，研究二硫化鉬的添加對涂層組織、力學(xué)性能、摩擦磨損性能的影響。
1.實驗材料及方法
實驗所用材料為WC88-Co12wt%，MoS225-Ni75%wt，采用星式機(jī)械球磨機(jī)進(jìn)行混粉，基體材料為45#鋼，噴涂前經(jīng)噴砂處理。
實驗采用烏克蘭“第聶伯”型爆炸噴涂裝置，C2H2，O2和壓縮空氣的進(jìn)入是由一個“步進(jìn)氣缸”來完成的。噴涂參數(shù)在保證MoS2能夠在涂層中保留的前提下，需要兼顧WC-Co粉末能夠充分熔化，同時其氧化程度較小。基于此，試驗研究了噴涂參數(shù)對WC-Co、MoS2-Ni復(fù)合涂層的影響后，確定噴涂參數(shù)為：炮距170mm，氧、乙炔比為1.33，爆炸頻率5Hz，涂層厚度控制在0.25～0.3mm。
此實驗主要考慮MoS2-Ni添加量對涂層組織、摩擦磨損性能、力學(xué)性能的影響，并找出其合理的添加量。
2.實驗結(jié)果與討論
2.1 鎳包二硫化鉬對涂層組織的影響
本實驗使用掃描電鏡觀察涂層截面形貌，采用圖像法測量涂層孔隙率，X射線衍射儀分析涂層組成。圖1給出爆炸噴涂具有不同含量（0、10、20、30wt.%，分別以a、b、c、d代表）MoS2-Ni的涂層截面形貌。采用EDS分析得知，圖b、c、d中淺灰色細(xì)長條狀區(qū)域為MoS2-Ni，隨其添加量的增加，涂層中淺灰色區(qū)域面積增大。由圖還可發(fā)現(xiàn)隨著MoS2-Ni含量增加，涂層有孔隙增多且孔徑增大的趨勢，但整體上涂層組織均致密，孔隙率均在0.5～2.0之間。圖2給出對不同MoS2-Ni含量涂層進(jìn)行XRD表征結(jié)果，從圖可看出涂層均有W2C峰，涂層有不同程度的脫碳現(xiàn)象，但W2C峰強(qiáng)度均小于WC峰，說明涂層的組成仍以WC相為主。
2.2 鎳包二硫化鉬對涂層力學(xué)性能的影響
本試驗采用HXS-1000A智能顯微硬度儀測量涂層硬度，試驗載荷為300 g，加載時間為15s。結(jié)合強(qiáng)度采用WDW200型拉伸試驗機(jī)測量。具體測量步驟請參看文獻(xiàn)[2]。在爆炸噴涂過程中產(chǎn)生的強(qiáng)大的沖擊氣流使粉末粒子飛行速度迅速提高，可高達(dá)1200m/s，同時粒子在高溫下逐漸軟化，以很大的動能撞擊基體表面，與基體形成冶金、機(jī)械等結(jié)合，牢固的嵌合在基體表面，后來的粉末逐層疊加在其上，使涂層表現(xiàn)出非常高的顯微硬度的同時還擁有較高的結(jié)合強(qiáng)度。MoS2-Ni含量對涂層顯微硬度、結(jié)合強(qiáng)度的影響如表1所示。分析表明，隨著MoS2-Ni含量的增加，涂層顯微硬度逐漸下降，這與MoS2-Ni硬度較小，與WC-Co結(jié)合較差等有關(guān)。同時，由于二硫化鉬的強(qiáng)度與塑性幾乎為零，可近似看成裂紋，因此隨著MoS2-Ni含量的增加，涂層結(jié)合強(qiáng)度逐漸減小[3]。
2.3鎳包二硫化鉬對涂層摩擦性能的影響
在HK-1500數(shù)控摩擦磨損試驗機(jī)上以45#鋼、WC為摩擦副分別進(jìn)行摩擦磨損試驗。試驗條件為常溫、常壓，載荷300N，轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/min，每對摩擦副摩擦?xí)r間30min，介質(zhì)為水。
從表2可知，隨著MoS2-Ni含量的增加，涂層體積磨損逐漸減小，但當(dāng)其含量為30wt%時，體積磨損反而增大。分析認(rèn)為當(dāng)涂層中MoS2-Ni含量過多時，涂層顯微硬度、結(jié)合強(qiáng)度等均有大幅度降低，涂層組織疏松，導(dǎo)致磨損加劇。圖3給出了涂層磨損表面形貌圖，由圖可看出隨MoS2-Ni含量的增加，涂層表面磨損寬度逐漸變窄，但當(dāng)其含量為30wt%時，表面磨損寬度反而變寬。由此可知，當(dāng)添加20wt%MoS2-Ni時，涂層具有較好的耐磨損性能。
由圖4分析可知，當(dāng)以45#鋼、WC為摩擦副時摩擦系數(shù)均隨MoS2-Ni含量的增加而減小，但當(dāng)其含量為20wt%、30wt%時摩擦系數(shù)值相近，由此可分析出添加20wt%MoS2-Ni時，涂層能得到較低的摩擦系數(shù)值。
3.結(jié)論
通過向WC涂層添加固體劑成功制備耐磨減摩涂層。隨MoS2-Ni的添加，涂層顯微硬度、結(jié)合強(qiáng)度均下降。涂層摩擦磨損性能隨其含量的增加有所改善，當(dāng)MoS2-Ni添加量為20wt%時，涂層得到較好的耐磨減摩性能。
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐濱士.表面工程與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1996：85-87.
關(guān)鍵詞：普通磨床 高硬度材料 配套工裝 深孔角度對接
中圖分類號：K826文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1 引言
近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，我國在機(jī)械加工領(lǐng)域出現(xiàn)了大批的數(shù)控加工設(shè)備。但不容忽視，傳統(tǒng)的普通設(shè)備，在我國偌大的加工領(lǐng)域，尤其是中小企業(yè)，還占據(jù)著不可代替的主導(dǎo)地位。如何發(fā)揮這些普通設(shè)備的潛力，有著重大的意義。
數(shù)控加工設(shè)備一個很大的優(yōu)點(diǎn)是能夠準(zhǔn)確地加工普通設(shè)備難以完成的復(fù)雜曲面。本文涉及到的是肉眼難以觀測的深孔角度對接，數(shù)控加工設(shè)備可以靠程序把形狀準(zhǔn)確地加工出來，但在普通設(shè)備上靠人控制加工就很困難了。如何用簡單有效的方法，解決在普通設(shè)備上的這個加工難題，就是本文要解決的技術(shù)問題。本文以在M250A普通內(nèi)圓磨床上的加工為例，具體地闡述了高粘硬材料深孔角度對接難點(diǎn)及應(yīng)用。
2 加工實例
2.1模套加工實例
某壓藥模具的模套，外圓為Ø130mm，總高為200mm，內(nèi)孔為Ø76.9mm，在孔深185mm處是69°±5′內(nèi)錐，內(nèi)孔與內(nèi)錐同軸度要求不大于0.025，整個內(nèi)形的粗糙度要求為0.8。模套是壓藥模具的主要成型件，工作時在310噸油壓機(jī)上承受很大的徑向和軸向壓藥力。鑒于此模套結(jié)構(gòu)孔徑大、有深孔內(nèi)錐，并結(jié)合使用時的受力需要，選用模套材料為Cr12MoV，淬火硬度定為58HRC-62HRC。此種材料淬火過程不易開裂，且機(jī)械性能好。根據(jù)模套的大小，選用與其相匹配的的M250A普通內(nèi)圓磨床加工其內(nèi)孔內(nèi)錐。
2.2 模套加工難點(diǎn)
2.2.1難磨削。Cr12MoV這種材料，熱處理淬透性好，淬火后硬度強(qiáng)度和韌性各種機(jī)械性能都很好，但這種材料的粘性很大，對砂輪的粘結(jié)很厲害，再加上硬度高，很難磨削，對砂輪和砂輪桿的抗力也很大。
2.2.2深孔角度對接困難。由于69°±5′在孔深185mm處，肉眼不能準(zhǔn)確地判斷其位置，所以在普通內(nèi)圓磨床上加工，靠手工操作很難將角度與內(nèi)孔直徑對接好。
2.2.3沒有合適的砂輪桿。現(xiàn)實中，在M250A普通內(nèi)圓磨床上加工內(nèi)孔，適合加工孔深度的砂輪桿一般不超過100mm，即使有一些較長的砂輪桿，在強(qiáng)力磨削的抗力下，剛性也不夠，尤其是這樣深孔所需要的細(xì)長砂輪桿。
2.2.4軸向受力大。此結(jié)構(gòu)內(nèi)錐角度為69°±5′，角度很大。使砂輪磨削受徑向磨削力的同時，受很大的軸向力。內(nèi)圓磨床主要是磨削內(nèi)孔，受徑向力磨削，而軸向力受力會使得磨削砂輪及砂輪桿產(chǎn)生抗力而顫動加劇，難以滿足磨削工件的精度要求。
3 加工方案探究
3.1針對此模套，首先考慮了分體方案，即從185mm深處，69°的角度大端分開，將模套分成兩體，則在口部磨削角度的難度大大降低。但此方案有兩個弊端，一是模具壓藥時的強(qiáng)度不夠；二是在兩體對接的地方，壓藥時受到巨大的壓藥力會讓藥擠到縫隙里不能脫模。因此此分體方案被否決。
3.2我們根據(jù)多年的經(jīng)驗，結(jié)合具體的加工情況，針對模套的加工難點(diǎn)進(jìn)行分析，最終決定自制一些現(xiàn)實中沒有的，能解決問題的一系列工裝，包括砂輪桿、成型砂輪、成型砂輪樣板和二類量具錐樣柱。砂輪桿與成型砂輪粘結(jié)在一起用于深孔及角度對接磨削加工，成型砂輪樣板用于成型砂輪的修復(fù)測量，二類量具錐樣柱用于深孔角度對接測量。
4 加工方案實施
4.1砂輪桿的制作
傳統(tǒng)制作的砂輪桿，材料為40Cr，硬度為HRC45-HRC48。砂輪桿細(xì)長超過100mm時，剛性差，尤其磨削硬度高的工件，會引起顫抖，影響磨削精度。本案例模套結(jié)構(gòu)不但有深孔角度加工，并且是難磨削的高粘硬材料工件，所以要改進(jìn)傳統(tǒng)的制作方案。
4.1.1 為提高砂輪桿的剛性，選擇砂輪桿的材料為Cr12MoV，硬度為58HRC-62HRC。Cr12MoV這種材料淬透性好，淬火變形小，淬火后強(qiáng)度、韌性都非常好，能很好地提高砂輪桿的剛性。
4.1.2 加工制作砂輪桿，要保證砂輪桿的各個部位同軸對稱。砂輪桿的各外圓外錐都要磨削；砂輪桿的尾部（與設(shè)備連接部分）外錐還要求與其相連接的設(shè)備配件配研，研合面不小于80%；裝夾用的工藝扁，也要采用線切割加工，保證與回轉(zhuǎn)中心軸對稱，防止不對稱產(chǎn)生的離心力不同導(dǎo)致砂輪桿擺動。通過這些關(guān)鍵制作過程的控制，砂輪桿的整體同軸性好，旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性好。
4.2成型砂輪的制作
成型砂輪就是把工件內(nèi)孔與角度對接部分的形狀整體地反應(yīng)在砂輪上，做成角度與內(nèi)孔對接的整體砂輪。工件的角度對接，靠對接好的整體砂輪磨削來保證。
修磨成型砂輪，用成型砂輪樣板測量，成型砂輪與成型砂輪樣板之間的間隙小于0.02（可用塞尺檢查）。
4.3成型砂輪樣板的制作
成型砂輪樣板的形狀尺寸，與模套角度對接部分的整體內(nèi)形一致，公差取模套尺寸公差的三分之一到二分之一，采用線切割加工，材料采用報廢的機(jī)鋸條，機(jī)鋸條性能好，適合做樣板材料。
4.4 錐樣柱的制作
錐樣柱的形狀與成型砂輪一致，公差取模套尺寸公差的三分之一到二分之一，外形采用磨削加工，用于模套深孔角度及角度對接的測量（也用于測量小端直徑深度測量，不是本內(nèi)容重點(diǎn)），保證模套角度的準(zhǔn)確性。錐樣柱材料和硬度等指標(biāo)按一般標(biāo)準(zhǔn)即可，無特殊要求。
5 工裝裝配使用和模具加工
將制作好的砂輪桿與砂輪進(jìn)行粘結(jié)裝配，制作成整體的深孔磨削砂輪工具，將此工具裝配到內(nèi)孔磨床的尾座孔內(nèi)。然后用成型砂輪樣板測量修磨砂輪成為成型砂輪。磨削模套內(nèi)形，內(nèi)錐及角度對接用制作的錐樣柱測量。錐樣柱的測量，要求深孔角度及角度對接與錐樣柱的研磨接合面要大于80%。
6 結(jié)論
本文提出了一種在普通中小型內(nèi)圓磨床上磨削高粘硬材料角度對接的加工方法，制作了一系列工藝裝備。得出了如下結(jié)論：
1）使用高合金工具鋼材料制作砂輪桿，提高了砂輪桿的硬度、強(qiáng)度和韌性，提高了砂輪桿的剛性，減少了砂輪桿的變形。這種提高了加工成本的投入是值得的，因為砂輪桿可以多產(chǎn)品長期重復(fù)使用，創(chuàng)造的價值也是可觀的。
2）提高砂輪桿的形位公差要求，增加同軸度和對稱度要求，增加了砂輪桿的穩(wěn)定性。
3）成型砂輪的修配加工，解決了深孔的角度對接問題。
4）此一系列工藝裝備，對同行業(yè)中，都有一定的參考價值。防變形砂輪桿的制作，也可以應(yīng)用到數(shù)控設(shè)備的加長桿使用。推廣使用時，需根據(jù)加工工件的具體情況決定砂輪桿的長度、錐樣柱的角度、樣板的尺寸及規(guī)格。
參考文獻(xiàn)
[1]《金屬工藝學(xué)》高等教育出版社羅志斌著2003年
關(guān)鍵詞：水性金屬加工液； 監(jiān)控指標(biāo)；更換；節(jié)能減排
中圖分類號：TE626.39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
0引言
在目前的機(jī)械加工生產(chǎn)中，機(jī)床有的為干式加工，有的采用微量（MQL），也有的用油性產(chǎn)品，但大部分機(jī)床使用水性加工液，水性金屬加工液包含：切削液、清洗劑、淬火液、成型液等等。而水性切削液是使用量最大，涉及面最廣的產(chǎn)品，是本文討論的重點(diǎn)。而其他的水性產(chǎn)品，諸如淬火液、清洗劑等，也可以參考或部分參考這些檢測項目。
眾所周知，水性產(chǎn)品在使用過程中，會產(chǎn)生有異味、壽命短、容易變質(zhì)、廢水排放量大等諸多問題。但由于成本低廉，冷卻性能優(yōu)異，操作環(huán)境良好而仍然是機(jī)械加工的首選。由于切削液的生產(chǎn)目前沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家良莠不齊，對切削液日常管理也無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法，因此有很多用戶糾結(jié)于怎么監(jiān)控切削液，如何延長使用壽命，如何判斷切削液是否需要更換。本文將逐一介紹水性切削液日常監(jiān)控指標(biāo)及各項指標(biāo)的含義，為最終客戶提供生產(chǎn)依據(jù)。
切削液的測試內(nèi)容有很多項指標(biāo)，其中大部分是針對特殊情況的分析方法。而作為在用液日常檢驗，行業(yè)內(nèi)一般采用如下的監(jiān)控指標(biāo)：
表1切削液的日常監(jiān)控指標(biāo)
項目方法范圍外觀目測pH8.5～9.5BS 1647折光濃度，%工藝要求LAM 05滴定濃度，%工藝要求LAM 06游離油，%≤2LAM 27總硬度/ppm≤500LAM 26電導(dǎo)率/ms?cm≤5LAM 07氯含量/μg?g-1≤200LAM 04細(xì)菌真菌/mL0LAM 02注：LAM為企業(yè)實驗室分析方法。
1外觀
水性切削液根據(jù)礦物油含量的不同，在業(yè)內(nèi)普遍分為三種，乳化液、半合成和全合成三類。前兩者含有5%～70%的礦物油。而全合成切削液，原液不含有礦物油。這兩種產(chǎn)品外觀有很大區(qū)別。乳化液及半合成產(chǎn)品配制好后，呈牛奶狀乳白色或淺黃色液體，而全合成切削液配制好后，是無色透明的。隨著科技的進(jìn)步，向切削液內(nèi)添加染料的做法已經(jīng)被淘汰，因此客戶如果買到有其他顏色的切削液，請咨詢供應(yīng)商相關(guān)原因，是否添加了染料，及添加的染料信息。
（1）外觀是重要的監(jiān)控指標(biāo)，需要每天監(jiān)控、記錄。
（2）外觀監(jiān)控包括：切削液顏色、氣味、切削液狀態(tài)，是否有泡沫等異常情況。
（3）隨著切削液的使用，切削液外觀會逐漸變化，一般新配制的乳化液是白色乳狀，由于在生產(chǎn)中混入了很多雜油和其他雜質(zhì)，導(dǎo)致顏色變成淺黃色，全合成切削液變模糊。但這些微觀變化不影響使用。如果顏色發(fā)生了很大的變化，比如變成棕色或者灰色，則說明切削液內(nèi)混入雜質(zhì)過量，或者滋生了大量細(xì)菌。因此需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行管理。
（4）切削液基本都含有乳化劑，因此在運(yùn)行過程中肯定會產(chǎn)生泡沫。適量的泡沫是可以接受的，但如果溢出或者出現(xiàn)長期不能消失的泡沫，需要聯(lián)系供應(yīng)商解決。
（5）如果切削液出現(xiàn)了很大的刺激性氣味，說明已經(jīng)滋生大量細(xì)菌，需要及時處理，否則會導(dǎo)致切削液報廢、工件生銹，因此發(fā)現(xiàn)異味需及時處理。
盡管單一憑借外觀，無法做出切削液是否需要更換的決定，但外觀無疑是一項重要的日常監(jiān)控指標(biāo)。
2pH值
pH值是監(jiān)控切削液一項非常重要的指標(biāo)，因為切削液原液內(nèi)都含有很多堿儲備，用于抵御細(xì)菌等微生物的侵蝕。一旦pH過低，意味著堿儲備不足，pH值將快速下降，細(xì)菌同時大量繁殖。由于細(xì)菌在pH值高于8.5時，繁殖很緩慢，因此，日常控制范圍為8.5～9.5。而過高的pH會導(dǎo)致皮膚腐蝕。
（1） pH值需要每天監(jiān)控、記錄，建議采用精密試紙（6.5～10范圍）或精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位的pH測試儀。廣泛試紙是不可接受的，也是無效的。
（2）良好的切削液管理，pH值基本穩(wěn)定不變。一旦出現(xiàn)大幅下降，很可能是滋生細(xì)菌（因為細(xì)菌在繁殖過程中釋放酸性物質(zhì)，消耗堿性物質(zhì)）。
（3）一旦pH值低于8.5，也不意味著切削液必須更換，完全可以通過添加原液，或者pH提高劑來提升pH值到正常穩(wěn)定值。注意pH值提高劑必須與現(xiàn)用的切削液兼容，否則會導(dǎo)致事倍功半，甚至切削液不穩(wěn)定，出現(xiàn)破乳等極端情況。
（4）好的pH提高劑或者pH穩(wěn)定劑應(yīng)該是長效緩釋，而且安全環(huán)保的，切記不能濫用強(qiáng)堿性物質(zhì)，以免出現(xiàn)操作人員皮膚過敏、腐蝕等風(fēng)險。
（5）有少量切削液考慮與加工金屬的兼容性，pH值為中性。因此初始的pH值就是7.5～8.5。這類產(chǎn)品的抑菌并不是靠堿儲備。但穩(wěn)定的pH值仍然是關(guān)鍵指標(biāo)。
（6）冰凍三尺非一日之寒，pH值也不是很快就會降低到8.5以下。只要保持日常監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，就能保證pH值在正常范圍。
3折光濃度
折光濃度的測量是依據(jù)水和油對光折射的不同，觀察含油量，折算成濃度值。對于新配制的切削液，折光濃度是很準(zhǔn)確的。但隨著切削液內(nèi)進(jìn)入雜油，折光儀的界面慢慢模糊。混入機(jī)床的液壓油、導(dǎo)軌油、齒輪油、淬火油、防銹油等，都會使測量值較實際值偏高。
（1）折光濃度測量方便，是衡量切削液含量的主要指標(biāo)，需每天監(jiān)控、記錄。
（2）折光濃度在測量前需要用配制切削液的水來校正折光儀。
（3）折光濃度過低，需要立即添加原液，否則容易出現(xiàn)加工工件不良、切削液變質(zhì)等嚴(yán)重后果。
（4）由于雜油對測量結(jié)果的干擾，因此建議在夏季將折光濃度的控制上限提高1%～2%。
4滴定濃度
因為折光濃度有較大的測量誤差，所以滴定濃度不失為一種更準(zhǔn)確的分析方法，原理是利用鹽酸滴定切削液內(nèi)堿性物質(zhì)，直至pH值到4。利用消耗鹽酸量計算切削液的濃度。
（1）切削液滴定濃度需要有實驗室，有條件的用戶可以保證每天測量，否則建議每周測量一次。
（2）向切削液內(nèi)添加pH提高劑等物質(zhì)，會影響滴定濃度，導(dǎo)致測量值偏高。
（3）過高的總硬度，也會使滴定測量值偏高。
（4）基于以上的原因，同一樣品，折光濃度和滴定濃度會有一定的誤差。
5游離油
游離油的含義為切削液無法吸收，而游離出來的雜油。測量方法很簡單，將均勻的切削液倒入100 mL量筒中，靜止24 h，然后觀察量筒中雜油的液面高度，建議不超過2%。
（1）正常切削液內(nèi)都會含有過量的乳化劑，因此會吸收一部分外來油，但如果雜油過多，則無法吸收，游離出來。過量的游離油覆蓋在液體表面，隔絕空氣，為厭氧菌的繁殖提供良好的環(huán)境。因此建議定期撇油，每周測量一次游離油含量。
（2）過量的游離油會消耗大量乳化劑，導(dǎo)致配方的不平衡，易出現(xiàn)油水分離的情況，也就是破乳。因此需及時處理。
（3）采用有效的撇油器和使用濾紙過濾，是去除游離油的最好辦法。
6總硬度
總硬度，含義是切削液內(nèi)總的鈣鎂離子含量，目前可以方便的用試紙測定，也可采用滴定方法測量。
（1）由于水中的鈣鎂離子會和陰離子型表面活性劑發(fā)生反應(yīng)，生成有機(jī)鈣，形成皂化物，堵塞濾芯等過濾系統(tǒng)。過硬的水會消耗大量的乳化劑，導(dǎo)致切削液直接破乳。因此建議每周必須測量一次，控制總硬度低于500 ppm。
（2）在機(jī)加過程中，切削液噴濺到加工部位，水分蒸發(fā)，而水中的鈣鎂離子不斷累積。因此，切削液的總硬度不斷升高。
（3）抗硬水能力是衡量切削液穩(wěn)定性能的重要指標(biāo)，目前質(zhì)量好的切削液能夠達(dá)到在1500 ppm以上穩(wěn)定，無皂化物和分層。但如此高的硬度，殘留在工件表面的切削液水分蒸發(fā)后，會有很多固體殘留，影響加工工件的表面質(zhì)量。因此日常添加去離子水或軟化水是最好的控制硬度過高和延長切削液壽命的辦法。
（4）目前還沒有降低切削液總硬度的辦法，而當(dāng)使用時間長后，硬度達(dá)到上限值，切削液也會變得不穩(wěn)定，所以即使其他的指標(biāo)正常，也要考慮換液。
（5）供應(yīng)商給出的500 ppm上限值可以作為參考。如果在此硬度下，切削液穩(wěn)定，而加工的工件也符合生產(chǎn)要求，則可以適當(dāng)提高控制范圍。但前提是充分評估此切削液的抗硬水能力。
7電導(dǎo)率
純凈水不導(dǎo)電，新配制的切削液導(dǎo)電率在1～2 ms/cm，而切削液的電導(dǎo)率控制范圍為
（1）電導(dǎo)率衡量了切削液系統(tǒng)內(nèi)離子含量的多少，電導(dǎo)率越高，說明切削液雜質(zhì)越多。
（2）日常添加采用去離子水或軟化水，會有效降低電導(dǎo)率的升高。
（3）過高的電導(dǎo)率，會導(dǎo)致工件表面的殘留。不但影響表面光潔度，甚至出現(xiàn)工件銹蝕等問題。
（4）電導(dǎo)率過高對切削液的穩(wěn)定性能不會造成太大沖擊，但對工件的加工質(zhì)量及防銹周期會有很大影響。
8氯含量
眾所周知，氯元素能夠加速工件和設(shè)備的銹蝕，因此在機(jī)加過程中，需嚴(yán)格控制切削液中氯離子含量。供應(yīng)商給出的建議是
（1）自來水是氯元素的主要來源，因此日常添加水需要用去離子水。
（2）當(dāng)氯含量高于200 ppm后，在夏季濕度很高的沿海地區(qū)，很容易導(dǎo)致工件生銹。但即使切削液氯含量很低，也不能靠切削液本身進(jìn)行防銹。超過一天的工序間防銹都需要利用防銹油或其他手段來實現(xiàn)。
（3）衡量切削液的防銹性能，也可以采用國際通用的鑄鐵屑防銹測試方法（IP287）。當(dāng)切削液的防銹性能達(dá)標(biāo)，則氯含量也可以適當(dāng)放寬。
9細(xì)菌/真菌含量
細(xì)菌真菌目前可以用菌板快速測量。由于細(xì)菌大量繁殖時會釋放酸性物質(zhì)，導(dǎo)致pH下降，同時伴有強(qiáng)烈異味。同時菌板價格較貴，檢測時間需要72 h。因此對切削液細(xì)菌的監(jiān)控，15～30 d為一個周期為宜。
（1）很多客戶談“菌”色變，認(rèn)為切削液生菌就需要換液了，其實細(xì)菌完全可以消滅。
（2）當(dāng)細(xì)菌含量低于105 mL時，完全可以通過添加原液，增加循環(huán)來控制細(xì)菌。當(dāng)細(xì)菌含量高于105 mL時，需要添加殺菌劑和原液。
（3）當(dāng)切削液出現(xiàn)細(xì)菌后，細(xì)菌會消耗油性成分，導(dǎo)致加入切削液原液后，濃度不上升，反而下降很快，就像一個甲亢病人永遠(yuǎn)吃不飽一樣。所以徹底消滅細(xì)菌，pH值穩(wěn)定后，才算系統(tǒng)穩(wěn)定。很多用戶發(fā)現(xiàn)加入很多殺菌劑和原液，pH值仍然未達(dá)到正常值，從而放棄殺菌，徹底換液，導(dǎo)致停工停產(chǎn)，增加了換液成本和廢水排放。
（4）目前市場上有堿性長效殺菌劑，如嗎啉類、三嗪類等，殺菌效果緩慢，持續(xù)時間長，適宜作為系統(tǒng)穩(wěn)定劑，如果滋生大量細(xì)菌，需要大劑量添加。而異噻唑啉酮類的殺菌劑多為酸性殺菌劑，為廣譜殺菌，對真菌和細(xì)菌均有良好的殺菌效果。藥效時間只有8 h。當(dāng)添加此類殺菌劑后，pH值會略微下降，需要添加大量原液和pH提高劑，將pH提高到新配制液的正常水平，濃度提高至正常控制范圍的上限。同時監(jiān)控pH值變化，如果不繼續(xù)下降，則細(xì)菌徹底被消滅。
（5）細(xì)菌都有抗藥性，如果長期生菌，需要更換殺菌劑類型。
（6）防范勝于救災(zāi)，良好的日常管理，杜絕細(xì)菌滋生，是維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)能減排的最好辦法。
10其他監(jiān)控指標(biāo)
切削液的分析項目還有很多，比如：防銹性能測試，性能測試，穩(wěn)定性試驗測試，元素含量分析，亞硝酸鹽含量測試等等，針對不同的客戶需求，可以采用對應(yīng)的分析方法，給客戶一個指導(dǎo)生產(chǎn)的理論依據(jù)，在此不一一贅述。
11結(jié)論
盡可能延長切削液的使用壽命，是降低生產(chǎn)成本，減少廢水排放，提高生產(chǎn)效率的最好辦法。通過科學(xué)管理，降低消耗，把每一滴金屬加工液都用到極致，是我們?nèi)艘簧闹铝Ψ较颉?/p>
參考文獻(xiàn)：
[1] （美） 杰里?P?拜爾斯（Jerry p.byers）.金屬加工液[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：156-183
關(guān)鍵詞：磷酸氫鈣 膠基糖果
中圖分類號：TS245.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5336（2013）24-0000-00
磷酸氫鈣是由食用磷酸和碳酸鈣等鈣化合物反應(yīng)后，經(jīng)分離沉淀、干燥而制成的一類食品添加劑。其外觀為白色結(jié)晶性粉末，無臭無味。相對密度2.32，分子式為CaHPO4?2H2O，分子量172.09（無水）。目前在食品工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛。結(jié)合磷酸氫鈣本身具有的功能，在口香糖中，使用磷酸氫鈣的主要目的是改善口香糖的穩(wěn)定性，使其具有穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)，易于保持口香糖外觀形狀，不易變形，從而有利于生產(chǎn)。
硬度和粘度是影響口香糖穩(wěn)定性的重要參數(shù)，本實驗分析了磷酸氫鈣在口香糖的應(yīng)用中對口香糖物性的穩(wěn)定性所產(chǎn)生的實際效果，主要針對應(yīng)用前后口香糖產(chǎn)品的硬度、粘度分別進(jìn)行了試驗。
1 口香糖硬度
1.1實驗材料與設(shè)備
添加磷酸氫鈣的口香糖樣品，T-1磷酸氫鈣添加量1.0%，T-2磷酸氫鈣添加量2.0%。對照樣品中不添加磷酸氫鈣。將三個口香糖樣品做成相同的尺寸規(guī)格：長×寬×厚=470×72×1.80（mm）。 所有樣品均在20±2℃，相對濕度50±5%的條件下保存24小時后測量。
自制糖片硬度測試裝置，裝置平板由兩段組成，較長一段固定，較短另一段為單邊固定，利用銷子將未固定端卡住，通過搬動銷子來實現(xiàn)其的自由下落。
1.2實驗方法
測試過程如圖1-1，將口香糖置于平板之上，搬動開關(guān)，右側(cè)平板迅速自由落下，口香糖在只受重力作用的情況下逐漸彎折到平板上，記錄口香糖片從開始下落到完全彎折所需的時間。
1.3實驗結(jié)果
從實驗結(jié)果中可以看出，T-2樣品形變能力最弱，彎折所需時間最長；對照樣品彎折最快，最容易變形；T-1樣品介于兩者之間。實驗結(jié)果表明：添加磷酸氫鈣后增強(qiáng)了口香糖的硬度，使其不容易變形；磷酸氫鈣添加量越大，結(jié)果越明顯。
口香糖生產(chǎn)時，對于片型的口香糖包裝要求較高，過軟不利于包裝。太軟（即彎折時間很短）會造成包裝機(jī)堵塞。彎折實驗的實際生產(chǎn)意義在于在上機(jī)前判斷產(chǎn)品軟硬度。軟料在高速的包裝機(jī)中易發(fā)生更多不良。如實驗中的對照樣品切割時有變形，刀口彎曲，T-2產(chǎn)品切割時相對較齊整。所以添加磷酸氫鈣量多的產(chǎn)品生產(chǎn)性能較好。
2 口香糖粘性的測定
2.1實驗材料與設(shè)備
添加磷酸氫鈣的口香糖樣品，T-1磷酸氫鈣添加量1%，T-2磷酸氫鈣添加量2%。對照中不添加磷酸氫鈣。將口香糖做成相同的尺寸規(guī)格：長×寬×厚=72×19×1.80（mm），重量為每片3.0±0.05g。所有樣品均在20±2℃，相對濕度50±5%RH的條件下保存24小時后測量。
實驗用設(shè)備為島津制作所制造的流動測試機(jī)CFT-500。參數(shù)如下：
2.2實驗方法
將2g樣品卷成直徑為1cm的圓柱狀，放入測量設(shè)備中，利用活塞從樣品上部擠壓，樣品從小孔中擠出3-5mm時測試粘度，重復(fù)測定3次取平均值。硬度越低的口香糖擠出的速度越快即粘度越小。
2.3實驗結(jié)果
添加了磷酸氫鈣的口香糖粘度隨著添加量增大而變大（圖1-4），整體表現(xiàn)為流動性變差，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，不容易變形。這一點(diǎn)與前面所做彎折實驗等的結(jié)論一致。在口香糖生產(chǎn)中，更有利于切成片和包裝。
3 結(jié)語
綜合上面的實驗結(jié)果可以得出，在口香糖中添加磷酸氫鈣可改變口香糖的硬度和粘度，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)組織穩(wěn)定性的要求，添加后的產(chǎn)品更傾向于保持本身的狀態(tài)，從而易于加工生產(chǎn)。
試驗中磷酸氫鈣的添加量相對較多，因不同的配方和輔料可以減少磷酸氫鈣的添加量，從而滿足食品添加劑法規(guī)要求。磷酸氫鈣作為安全性較高的食品添加劑目前已廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)，口香糖屬于休閑食品，人們每日的攝入量有限，故在口香糖中添加一定量的磷酸氫鈣不會對人體產(chǎn)生什么危害，生產(chǎn)中根據(jù)實際情況的需要適量添加磷酸氫鈣能產(chǎn)生積極的作用。
參考文獻(xiàn)
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