新闻——如何选择合适的量块进行高精度校准

量块（通常称为量块）是全球尺寸计量学的主要物理标准。所有千分尺校准、高度规归零以及坐标测量机（CMM）轴审核的尺寸渊源可以追溯到用激光干涉仪验证的量块堆叠。

选择错误的材料或精度等级会引入细微的热误差、挤压失效和不必要的磨损。例如，一套用于环境控制实验室的K级校准套件，如果被放置在油腻的车间环境中，其性能会迅速下降；而一套用于高精度比较仪设置的经济型钢制校准套件，则会引入不可接受的不确定性。

了解精度等级、材料物理和挤压动力学，可确保您的质量设置保持不间断的计量可追溯性链。

1. 选择合适的精度等级（ISO 3650 / ASME B89.1.9）

国际标准根据长度偏差和平整度公差将量块分为四个主要等级：

+------------------+------------------------------------+------------------------------------+ | 精度等级 | 主要应用 | 工作环境 | +------------------+------------------------------------+------------------------------------+ | K 级（校准） | 实验室校准主参考 | 严格实验室（20°C ±0.1°C 至 ±0.2°C） | | 0 级 | 校准工作量规/标尺 | 检验实验室（20°C ±0.5°C） | | 1 级 | 设置车间用千分表/高度规 | 洁净质量站（20°C ±1.0°C） | | 2 级 | 粗加工工具和车间设置 | 一般机加工车间 | +------------------+------------------------------------+------------------------------------+

K级（校准级）

K级量块具有最严格的长度和平行度公差，但它们不用于日常测量。它们的唯一用途是校准工作量块（0级或1级）。使用K级量块的实验室需要高精度干涉仪或机械比较仪来捕捉微英寸级的偏差。

0年级和1年级

0级标准块在温控检测室内用作工作参考标准，用于校准千分尺、定位环和电子探针。1级标准块则用于车间现场的一般精密检测，因为车间的温度波动范围适中。

2. 材料选择：钢、硬质合金和陶瓷

选择合适的材料需要平衡热膨胀兼容性、耐磨性和耐腐蚀性。

+--------------------------+-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | 材料特性 | 钢（合金） | 碳化钨 | 陶瓷（氧化锆） | +--------------------------+-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | 热膨胀系数 | ~11.5 x 10^-6 /°C | ~4.2 至 5.0 x 10^-6 /°C | ~9.5 至 10.0 x 10^-6 /°C | | 硬度/耐磨寿命 | 基准（中等） | 极高（约 10 倍） | 优异（约 15 倍） | | 耐腐蚀性 | 低（需要油） | 高 | 惰性（防锈） | | 毛刺性能 | 产生金属毛刺 | 高度抗毛刺 | 不易产生毛刺 | +--------------------------+-----------------------+-----------------------+-----------------------+

钢

钢材仍然是传统且经济实惠的选择。其热膨胀系数与常用钢制机械零件的热膨胀系数非常接近，从而最大限度地减少了车间检测过程中因热膨胀系数差异造成的误差。然而，钢材需要持续涂油以防止生锈，并且在接触砂砾时容易被刮伤。

碳化钨

硬质合金的耐磨性约为工具钢的十倍。其高密度和抗刮擦性使其成为大批量检测站的理想选择。然而，其较低的热膨胀系数（~4.5 × 10⁻⁶/℃）使得在温度高于20℃的条件下测量钢制零件时，需要仔细考虑热修正系数。

氧化锆陶瓷

氧化锆陶瓷已成为现代质量实验室的首选材料。陶瓷块完全防锈、无磁性且不易产生微毛刺。陶瓷块掉落后不会产生毛刺，只会干净利落地崩裂，而不会损伤周围的平面。此外，其热膨胀系数（~9.8 × 10⁻⁶/℃）与钢材非常接近，简化了温度补偿计算。

3. 拧干现象和表面质量

挤压——即在轻微压力下将两个干净、扁平的量块滑动在一起，使其无需外部紧固件即可粘合的过程——依赖于超薄液膜上的超扁平分子接触和分子吸引力。

环状结构 A 块（上）[==============================]=" ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ <-- 超薄油膜（纳米级） B 块（下）[==============================]=" --> 分子间吸引力 + 大气压力将各块紧密地结合在一起。

成功的压紧需要完美的表面形貌。如果量块底座或测量面有划痕毛刺、空气中的灰尘或油膜积聚，压紧间隙会增大几百纳米，导致0级校准失效。

在我们的济南生产基地，为确保内部测量标准的校准精度，我们采用陶瓷和钢制量块搭配ZHHIMG®黑色花岗岩台面（密度≈3100 kg/m³）。由于高密度花岗岩在我们10,000平方米的恒温车间内提供了惰性、非磁性且经过微研磨的基底，技术人员可以对量块进行挤压和验证，而不会受到地面振动干扰，从而保证长度读数的准确性。

4. 校准可追溯性和环境控制

如果你的测量环境缺乏环境稳定性和计量溯源性，那么购买高品质的测量块意义不大。

温度浸泡：校准或拧紧之前，请将工件和试块在温控实验室（20℃）中浸泡至少2至4小时。用裸手直接接触试块会瞬间传递体温，导致100毫米的试块在几秒钟内膨胀1微米。务必使用绝缘钳或棉手套。
国家实验室可追溯性：确保校准证书来自可追溯至国家计量院（NIM、PTB、NPL 或 NIST）的认可机构。ZHHIMG 使用的所有设备标准均附有经认可的省级和国家级计量机构出具的校准验证证书。
清洁方法：使用前后，请用光学级无水酒精和无绒布擦拭清洁积木。钢制积木在存放前必须涂抹一层薄薄的无酸凡士林。