用于制备金属中氧氮试样的专用夹具及其制造方法与流程

本发明涉及冶金分析试样加工技术领域，特别是涉及一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具及其制造方法。

背景技术：

钢中氧氮气体夹杂物对钢的性能影响很大，许多情况下，钢中气体杂质超过一定浓度时，会使钢的抗拉、屈服、冲击强度及延伸率降低；当氮含量超过一定限度时，易在钢中形成气泡，造成钢材内部组织疏松，韧性下降，脆性增加等缺陷，从而对产品性能和质量带来各种影响。为了控制产品质量，改进性能，准确、快速地测定钢中气体含量早已成为冶金工作中的一项重要任务，而快速加工优质试样是检测工作的前提保证。钢中氧氮分析试样的质量直接影响检测数据，按照检测分析要求，氧氮试样的规格为φ5×5㎜，每组样5个。传统试样加工工艺，通常采用车床车削，外圆磨床精磨，车床定尺切断后，再用砂纸逐一磨端面，试样加工周期长，操作繁琐，且人为因素较多，不仅造成样品的同一性差异较大，而且时限很难满足产品研发及冶炼生产要求。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具及其制造方法。

本发明提供一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具，其包括两块相对设置铸铁板，每个所述铸铁板的长度为300mm，宽度为30mm，厚度为4.9～5mm，表面粗糙度为1.6um，材质为球墨铸铁qt300；

每个铸铁板的一侧均均匀开设有11～16个半圆形孔，每个半圆形孔的，孔间距为15mm；两个铸铁板上的半圆形孔相对设置共同围设形成孔径为φ5～5.05mm圆孔。

本发明还提供一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具的制造方法，其包括如下步骤：

选用两块长度为310mm，宽度为40mm，厚度为15mm的球墨铸铁qt300，通过锯床和刨床加工成长度为300mm，宽度为30mm，厚度为10mm的铸铁板，进行热处理去应力退火；

通过铣床加工成长度为300mm，宽度为30mm，厚度为60mm的的两块铸铁板，两块铸铁板平行对正配合钻孔，孔径为φ4.8mm，孔间距为15mm，孔数量11～16个，再用铰刀加工每孔至φ5～5.05mm，磨床精磨两夹具厚度至4.9～5mm，铸铁板的表面粗糙度为1.6um。

利用本发明提供的氧氮试样专用夹具在平面磨床上加工氧氮试样的端面，一次可以同时加工10个以上件试样，提高了试样加工效率十倍以上，且较好地解决了试样加工过程中的同一性问题，制取的样品尺寸公差、精度及表面粗糙度都有良好的一致性，从而保证分析数据快速、可靠、稳定，对生产冶炼、工艺调整及产品研发有着重要的指导作用，具广泛的推广前景和很强的实用价值。

附图说明

图1为本发明提供的用于制备金属中氧氮试样的专用夹具的俯视图；

图2为本发明提供的用于制备金属中氧氮试样的专用夹具中铸铁板的侧视图。

附图标记说明：

1-铸铁板

2-圆孔

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具，请参考图1和图2，该图示出了本发明实施例提供的用于制备金属中氧氮试样的专用夹具的结构。

本发明实施例提供的用于制备金属中氧氮试样的专用夹具包括两块相对设置铸铁板1，每个所述铸铁板1的长度为300mm，宽度为30mm，厚度为4.9～5mm，表面粗糙度为1.6um，材质为球墨铸铁qt300；

每个铸铁板1的一侧均均匀开设有11～16个半圆形孔，每个半圆形孔的，孔间距为15mm；两个铸铁板1上的半圆形孔相对设置共同围设形成孔径为φ5～5.05mm圆孔2。

本发明结合样品的尺寸公差和精度要求，试样的数量(每组5件)等特点，在保证试样加工质量的基础上，提高加工效率，确保同一组内的试样尺寸精度的一致性，确定设计制作上述氧氮试样专用夹具。

关于材质的选择，根据氧氮试样的加工特点，夹具材质的选择首先要保证夹具在磨床电磁吸盘的作用下不出现变形，其次要避免夹具在加工过程中给试样的尺寸公差及加工精度等带来不利影响，在考虑试样形式、加工特点及要求、成本等多种因素条件下，设计的夹具材质最终确定为球墨铸铁qt300。

相应的，本发明还提供一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具的制造方法，其包括如下步骤：

选用两块长度为310mm，宽度为40mm，厚度为15mm的球墨铸铁qt300，通过锯床和刨床加工成长度为300mm，宽度为30mm，厚度为10mm的铸铁板，进行热处理去应力退火；

通过铣床加工成长度为300mm，宽度为30mm，厚度为60mm的的两块铸铁板，两块铸铁板平行对正配合钻孔，孔径为φ4.8mm，孔间距为15mm，孔数量11～16个，再用铰刀加工每孔至φ5～5.05mm，磨床精磨两夹具厚度至4.9～5mm，铸铁板的表面粗糙度为1.6um。在铸铁的加工过程中要保证板的平面度，保证孔的中心与板的垂直度，以确保试样的尺寸公差及精度。

本发明提供的上述种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具的原理是：利用平面磨床可多件同时加工，加工精度稳定、生产效率高等加工特点，替代车床单件加工形式，设计制作氧氮试样专用夹具，本发明设计尺寸适用于m7120d/h平面磨床。

采用该夹具后氧氮试样加工效率提高十倍以上，确保每组样品的尺寸公差、精度同一性好；本发明还可以根据机床的型号及加工范围拓展成多孔多排夹具的加工能力，可以推广在线生产分析和科研研发工作中，该项技术具有良好的实用价值和推广意义。

通过采用本发明提供的氧氮试样的专用夹具在m7120d/h平面磨床上使用，精加工氧氮试样长度方向的尺寸，能够一次同时磨削10个以上氧氮试样，采用夹具加工氧氮试样端面替代车床逐一定尺、砂磨端面可大大缩短制样时间，试样加工精度提高，试样尺寸的同一性好，且样品具有很好的代表性和可靠的分析结果。满足了科研试样及现场冶炼生产的检测数据时限要求，加快了试样检测数据的反馈速度。

利用本发明提供的氧氮试样专用夹具在平面磨床上加工氧氮试样的端面，一次可以同时加工10个以上件试样，提高了试样加工效率十倍以上，且较好地解决了试样加工过程中的同一性问题，制取的样品尺寸公差、精度及表面粗糙度都有良好的一致性，从而保证分析数据快速、可靠、稳定，对生产冶炼、工艺调整及产品研发有着重要的指导作用，具广泛的推广前景和很强的实用价值。

以上对本发明所提供的用于制备金属中氧氮试样的专用夹具及其制造方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于制备金属中氧氮试样的专用夹具，其包括两块相对设置铸铁板，每个所述铸铁板的长度为300mm，宽度为30mm，厚度为4.9～5mm，表面粗糙度为1.6um，材质为球墨铸铁QT300；每个铸铁板的一侧均均匀开设有11～16个半圆形孔，每个半圆形孔的，孔间距为15mm；两个铸铁板上的半圆形孔相对设置共同围设形成孔径为Φ5～5.05mm圆孔。采用该夹具一次可以同时加工10个以上件试样，提高了试样加工效率十倍以上，且较好地解决了试样加工过程中的同一性问题，制取的样品尺寸公差、精度及表面粗糙度都有良好的一致性，具广泛的推广前景和很强的实用价值。

技术研发人员：刘洪霞
受保护的技术使用者：内蒙古包钢钢联股份有限公司
技术研发日：2017.06.16
技术公布日：2017.11.21