本发明涉及硬度测试领域，且特别涉及一种钢球试样的制样方法以及钢球的洛氏硬度测试方法。
背景技术：
钢球是一种重要的基础零部件，其广泛应用于电力、建材、矿山、冶金等领域，尤其是在精密工业应用很广泛。钢球是轴承最重要的组成部分，也是轴承行业使用最多的滚动体，钢球的质量直接影响轴承质量。在一些特殊条件下，常常需要特殊材质的钢球，来完成不同环境下所要求达到的功能。因此，钢球的质量的好坏就显得尤为重要。对钢球质量的判定通常需要测定其硬度，对钢球的硬度进行测试时，由于受钢球的球形形状所限，一般需要采用线切割的方式来制取钢球试样，但是经线切割加工后的钢球试样，表面通常会后凹凸不平的加工痕迹，试样表面还有油脂，达不到硬度试验的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种钢球试样的制样方法，其能够将第一磨制面磨制平整、光滑，符合硬度测试要求，且试验面的粗糙度较小，能够较精确地对钢球试样进行洛氏硬度测试。
本发明的另一目的在于提供一种钢球的洛氏硬度测试方法，包括对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试，其测试结果精确。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种钢球试样的制样方法，对加工有相对的第一磨制面和第二磨制面的钢球进行打磨的步骤；打磨钢球的步骤包括：对第一磨制面和第二磨制面分别进行磨制；对第一磨制面进行多次磨制后形成试验面，第一磨制面进行多次磨制中，后一次磨制第一磨制面的磨粒粒度小于前一次磨制第一磨制面的磨粒粒度；以及对第二磨制面进行磨制形成支撑面。
本发明还提出一种钢球的洛氏硬度测试方法，包括：对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试。
本发明实施例的有益效果是：一种钢球试样的制样方法，通过对第一磨制面进行多次磨制，且后一次磨制的磨粒粒度小于前一次磨制的磨粒粒度，第一次磨制时为较大粒度的磨粒，可将第一磨制面上凹凸不平的波浪纹磨掉，且磨制得会较快；但是因为磨粒的粒度较大，因此第一磨制面的粗糙度也较大一些。然后经过第二次磨制，第二次磨制的磨粒粒度小于第一次磨制的磨粒粒度，经过第二次磨制后，能把第一次磨制时留下的磨痕磨掉，第一磨制面的粗糙度会磨制得更小，第一磨制面也会更平整。接着进行第三次、第四次以及更多次的磨制，因为后一次磨制的磨粒粒度小于前一次磨制的磨粒粒度，经过多次磨制后，第一磨制面会越来越平整，越来越光滑。第二磨制面为钢球的支撑面对应的面，磨制时只需保证一定的平整度即可。
一种钢球的洛氏硬度测试方法，因用上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样试验面平整、光滑，符合洛氏硬度测试的标准，因而硬度测试的结果准确、精确。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种钢球试样的制样方法以及钢球的洛氏硬度测试方法进行具体说明。
一种钢球试样的制样方法，对加工有相对的第一磨制面和第二磨制面的钢球进行打磨的步骤；打磨钢球的步骤包括：对第一磨制面和第二磨制面分别进行磨制；对第一磨制面进行多次磨制后形成试验面，第一磨制面进行多次磨制中，后一次磨制第一磨制面的磨粒粒度小于前一次磨制第一磨制面的磨粒粒度；以及对第二磨制面进行磨制形成支撑面。
硬度测试是衡量工件质量优劣的重要标志，而洛氏硬度测试是靠硬度计实现的，如果背测工件本身存在问题，测试中则会产生误差，这会对生产造成一定影响。利用线切割的方式对钢球进行切割，加工后的钢球包括相对的第一磨制面和第二磨制面。在进行洛氏硬度测试时，对试验面的粗糙度和平整度是有一定要求的。试验面表面粗糙，会造成测试高硬度(淬火件)值偏高，低硬度(调质件)值偏低。试验面表面凹凸不平，硬度测试值会高低变化，每个测试位置得到的测试结果会相差较大。
通过对第一磨制面进行多次磨制形成试验面，且后一次磨制的磨粒粒度小于前一次磨制的磨粒粒度，第一次磨制时为较大粒度的磨粒，可将第一磨制面上凹凸不平的波浪纹磨掉，且磨制得会较快；但是因为磨粒的粒度较大，因此第一磨制面的粗糙度也较大一些。然后经过第二次磨制，第二次磨制的磨粒粒度小于第一次磨制的磨粒粒度，经过第二次磨制后，能把第一磨制时留下的磨痕磨掉，第一磨制面的粗糙度会磨制得更小，第一磨制面也会更平整。接着进行第三次、第四次以及更多次的磨制，因为后一次磨制的磨粒粒度小于前一次磨制的磨粒粒度，经过多次磨制后，第一磨制面会越来越平整，越来越光滑。在本发明的实施例中，磨制是通过砂带磨样机实现磨制的，这样效率会更高一些，实施例中的砂带粒度即上述的磨粒粒度。在其他实施例中，也可选择其他磨制方式，例如使用砂纸进行人工磨制，人工磨制效率会低一些。
优选地，对第一磨制面多次磨制时，多次磨制包括：粗磨、细磨和精磨，粗磨的磨粒粒度大于细磨的磨粒粒度，细磨的磨粒粒度大于精磨的磨粒粒度。粗磨的磨粒粒度为30-80目，细磨的磨粒粒度为200-280目，精磨的磨粒粒度为750-850目。进一步优选地，粗磨的磨粒粒度为50目，细磨的磨粒粒度为220目，精磨的磨粒粒度为800目。该范围为发明人结合自身经验与创造性劳动得到的优选值，多次磨制选择粗磨、细磨和精磨相结合的方式，以及粗磨、细磨和精磨的磨粒粒度选择上述的范围，最后得到的第一磨制面更加光滑、平整。
进一步地，进行粗磨时，直到第一磨制面完全露出金属光泽时止；进行细磨时，直到第一磨制面平坦光滑时止；进行精磨时，直到第一磨制面无磨痕为止。对第一磨制面进行粗磨、细磨、精磨后，在上述标准下，第一磨制面的粗糙度最终小于1.6。
进一步地，对第一磨制面多次磨制后，第一磨制面为钢球球心所在的面。第一磨制面为钢球球心所在的面，对钢球进行洛氏硬度测试时，选择钢球的球心作为其中一个测试点，可以更好地反应钢球的性能。
进一步地，钢球试样的制样过程中，还要对第二磨制面进行磨制，磨制的磨粒粒度为30-80目。第二磨制面磨制后为钢球的支撑面，只需保证一定的平整度即可，因此选择粒度为30-80目的磨粒进行磨制，这样磨制的速度会快一些，优选地，对第二磨制面进行磨制时，磨粒的粒度为30-80目。
进一步地，对第一磨制面和第二磨制面进行磨制后，接着对钢球进行清洗。清洗钢球的步骤包括：依次用煤油、热水、酒精对钢球进行清洗，钢球在煤油中的浸泡时间在3min及以上，热水的温度在30℃及以上。
将钢球放入煤油中浸泡3min及以上，在煤油中浸泡可将钢球上的油脂等异物清洗干净，然后用温度在30℃及以上的热水冲洗试样，可清洗掉钢球上遗留的煤油，接着等钢球进行干燥，用酒精清洗钢球。按上述方式对钢球进行清洗后，最后符合洛氏硬度测试的标准。
一种钢球的洛氏硬度的测试方法，包括对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行硬度测试，因用上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样表面平整、光滑，符合洛氏硬度测试的标准，因而硬度测试的结果更为准确、精确。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种钢球试样的制样方法，利用线切割的方式对钢球进行切割，加工后的钢球包括相对的第一磨制面和第二磨制面。利用砂带磨样机对第一磨制面进行多次磨制，磨制后形成钢球的试验面，磨制方式按照粗磨、细磨、精磨依次进行。粗磨的砂带粒度为50目，磨制到完全露出金属光泽时为止；细磨的砂带粒度为220目，直到第一磨制面平坦光滑时止；精磨的砂带粒度800目，直到第一磨制面平坦光滑、无磨痕为止。磨制完成后，第一磨制面为钢球球心所在的面。利用砂带磨样机对第二磨制面进行磨制，砂带粒度为50目，磨制后形成钢球的支撑面。磨制完成后，将钢球放入煤油中浸泡3min，将钢球上的油脂等异物清洗干净；然后用30℃的热水冲洗钢球，清洗掉钢球上的煤油，等钢球干燥后，用酒精清洗钢球。
一种钢球的洛氏硬度测试方法，包括对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试。
实施例2
一种钢球试样的制样方法，利用线切割的方式对钢球进行切割加工后的钢球包括相对的第一磨制面和第二磨制面。利用砂带磨样机对第一磨制面进行多次磨制，磨制后形成钢球的试验面，磨制方式按照粗磨、细磨、精磨依次进行。粗磨的砂带粒度为40目，磨制到完全露出金属光泽时为止；细磨的砂带粒度为230目，直到第一磨制面平坦光滑时止；精磨的砂带粒度780目，直到第一磨制面平坦光滑、无磨痕为止。磨制完成后，第一磨制面为钢球球心所在的面。利用砂带磨样机对第二磨制面进行磨制，砂带粒度为30目，磨制后形成钢球的支撑面。磨制完成后，将钢球放入煤油中浸泡5min，将钢球上的油脂等异物清洗干净；然后用50℃的热水冲洗钢球，清洗掉钢球上的煤油，等钢球干燥后，用酒精清洗钢球。
一种钢球的洛氏硬度测试方法，包括对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试。
实施例3
一种钢球试样的制样方法，利用线切割的方式对钢球进行切割，加工后的钢球包括相对的第一磨制面和第二磨制面。利用砂带磨样机对第一磨制面进行多次磨制，磨制后形成钢球的试验面，磨制方式按照粗磨、细磨、精磨依次进行。粗磨的砂带粒度为60目，磨制到完全露出金属光泽时为止；细磨的砂带粒度为200目，直到第一磨制面平坦光滑时止；精磨的砂带粒度820目，直到第一磨制面平坦光滑、无磨痕为止。磨制完成后，第一磨制面为钢球球心所在的面。利用砂带磨样机对第二磨制面进行磨制，砂带粒度为60目，磨制后形成钢球的支撑面。磨制完成后，将钢球放入煤油中浸泡8min，将钢球上的油脂等异物清洗干净；然后用50℃的热水冲洗钢球，清洗掉钢球上的煤油，等钢球干燥后，用酒精清洗钢球。
一种钢球的洛氏硬度测试方法，包括对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试。
实施例4
一种钢球试样的制样方法，利用线切割的方式对钢球进行切割，加工后的钢球包括相对的第一磨制面和第二磨制面。利用砂带磨样机对第一磨制面进行多次磨制，磨制后形成钢球的试验面，磨制方式按照粗磨、细磨、精磨依次进行。粗磨的砂带粒度为40目，磨制到完全露出金属光泽时为止；细磨的砂带粒度为200目，直到第一磨制面平坦光滑时止；精磨的砂带粒度800目，直到第一磨制面平坦光滑、无磨痕为止。磨制完成后，第一磨制面为钢球球心所在的面。利用砂带磨样机对第二磨制面进行磨制，砂带粒度为80目，磨制后形成钢球的支撑面。磨制完成后，将钢球放入煤油中浸泡10min，将钢球上的油脂等异物清洗干净；然后用60℃的热水冲洗钢球，清洗掉钢球上的煤油，等钢球干燥后，用酒精清洗钢球。
一种钢球的洛氏硬度测试方法，包括对上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试。
对比例
一种钢球试样的制样方法，利用线切割的方式对钢球进行切割，加工后的钢球包括相对的第一磨制面和第二磨制面，用粒度为150目的砂纸对第一磨制面和第二磨制面进行磨制，磨制完成后，第一磨制面为钢球球心所在的面。磨制后的第一磨制面为钢球的试验面，磨制后的第二磨制面为钢球的支撑面。磨制后用酒精去除油脂。
试验例
对实施例1和对比例的钢球试样的制样方法得到的钢球试样进行洛氏硬度测试。钢球的洛氏硬度测试参照GB/T230.1-2004(金属洛氏硬度测试)。每个钢球试样测定5个点，分别是球心、1/4R、1/2R、3/4R和边部，测试结果如表1所示。
表1实施例1和对比例的钢球试样的洛氏硬度测试结果
如表1所示，根据表1的测试结果可以看出，实施例1的钢球试样各个位置测试得到的硬度值都相差不大，其最大值和最小值之间只相差0.5，各个位置的硬度值相差最小的只有0.1，且各个位置的硬度值也与硬度的平均值相差不大。而对比例的钢球试样各个位置的硬度值相差较大，其最大值和最小值之间相差2.8，各个位置的硬度值相差最小的也达到了0.4，且各个位置的硬度值与硬度平均值之间也相差较大。说明了通过本发明实施例的钢球试样的制样方法得到的钢球试样，对其进行硬度测试，测试的结果更为准确、精确。
综上所述，本发明实施例的一种钢球试样的制样方法以及钢球的硬度测试方法，通过对第一磨制面进行多次磨制，且后一次磨制的磨粒粒度小于前一次磨制的磨粒粒度，第一次磨制时为较大粒度的磨粒，可将第一磨制面上凹凸不平的波浪纹磨掉，且磨制得会较快；但是因为磨粒的粒度较大，因此第一磨制面的粗糙度也较大一些。然后经过第二次磨制，第二次磨制的磨粒粒度小于第一次磨制的磨粒粒度，经过第二次磨制后，能把第一磨制时留下的磨痕磨掉，第一磨制面的粗糙度会磨制得更小，第一磨制面也会更平整。接着进行第三次、第四次以及更多次的磨制，因为后一次磨制的磨粒粒度小于前一次磨制的磨粒粒度，经过多次磨制后，第一磨制面会越来越平整，越来越光滑。第二磨制面为钢球的支撑面对应的面，磨制时只需保证一定的平整度即可。钢球的洛氏硬度测试方法，因用上述钢球试样的制样方法得到的钢球试样试验面平整、光滑，符合洛氏硬度测试的标准，因而硬度测试的结果准确、精确。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。