拉力机夹具常用材质有哪些？

拉力机夹具是直接接触试样、传递试验力的关键部件。很多实验室数据出问题，追溯到底不是试验机传感器不准，而是夹具没选对：试样打滑、被夹断、钳口用几次就磨平。夹具出问题，一半是结构选型，另一半就是材质选型。夹具不是整体用一种金属做出来的，通常分两部分：夹具体（受力骨架）和钳口齿面（直接接触试样的工作面）。这两部分用的材料不一样，选不好都会影响测试。

一、夹具材质为什么影响测试结果

夹具体要承受整个试验力，强度不够会变形、开裂；齿面要咬住试样，太硬会切伤软试样，太软咬不住硬试样。材质不对，直接表现就是三类问题：试样打滑、断口在夹持边、齿面磨损过快。

所以选材质，不是越贵越好，而是要和试样材质、试验力、使用环境匹配。

试验机部分夹具

二、常用夹具体材质

（一）45号钢、40Cr调质钢

这是最常见的夹具体材料。45号钢经过调质处理，强度和韧性平衡，成本低、易加工，中小力值拉力机的夹具体基本都用它。40Cr合金结构钢强度更高，常用于大吨位、高夹持力的夹具体。

适用范围：大部分金属拉伸、压缩、弯曲试验的通用夹具。

（二）合金工具钢、轴承钢（钳口齿面）

钳口齿面是易损件，要硬、耐磨。常用T10、GCr15轴承钢、Cr12MoV等，淬火到HRC50～60。硬齿面咬金属试样时不容易打滑，齿尖磨平慢，寿命长。

适用范围：金属棒材、板材拉伸锯齿钳口，V型钳口片。

（三）不锈钢

304、316不锈钢防锈能力强，用于有腐蚀、潮湿、不能生锈的场合，比如橡胶试样有硫磺残留、食品医药材料、盐雾环境。不锈钢硬度比合金钢低，齿面一般要做硬化处理。

适用范围：腐蚀环境、洁净实验室、非金属试样。

（四）铝合金

铝合金重量轻、不生锈，用于小力值手动夹具、轻便工装。但强度有限，不能用于大力值夹持。

适用范围：薄膜、纸张、小型零件微力测试。

（五）铜合金与软质衬垫

纯铜、黄铜、紫铜比较软，作为衬垫夹在齿面和试样之间，防止硬齿面压伤软试样（比如铝、铜、软塑料）。铜衬垫会牺牲一部分摩擦力，需要相应加大夹持力。

适用范围：有色金属薄板、软质材料防压痕。

（六）橡胶、聚氨酯、牛皮纸等衬垫材料

这类非金属衬垫摩擦系数大、质地软，适合薄膜、无纺布、橡胶、丝绸等软材料。用平钳口加橡胶垫，既不切断试样，又能增加摩擦力。衬垫是消耗品，脏了、破了就换。

适用范围：柔性材料、软质片材、薄膜拉伸与剥离。

拉伸夹具

压缩夹具

三、材质选择的五个依据

（一）看试样软硬

硬试样（钢材、硬合金）：用硬齿面合金钢，靠齿尖咬住，不需要衬垫。

中等试样（塑料、型材）：用标准齿面钳口，齿距和板厚匹配。

软试样（铝、铜、薄膜、橡胶）：硬齿面会压伤或切断，必须加铜皮、橡胶、牛皮纸衬垫，或者用光滑平钳口。

（二）看试验力大小

大力值（几十kN以上）：夹具体必须用40Cr等高强度钢，齿面淬火，防止夹持力下变形、打滑。

小力值（几N到几百N）：夹具体可以用铝合金或普通钢，重点在齿面摩擦和衬垫，而不是强度。

（三）看试样形状

棒线材：圆棒、线材：V型钳口或环形钳口，齿面合金钢；

板材：板材：平齿钳口，齿距按板厚选；

薄膜：薄膜、片材：平钳口加软衬垫；

管材：管材、型材：专用夹具，避免夹持变形。

（四）看腐蚀与洁净环境

潮湿、有酸碱、食品医药、出口设备，优先不锈钢或者做防锈处理的夹具，避免铁锈污染试样、影响外观和性能。

（五）看寿命与成本

齿面是易损件，大批量试验用硬齿面合金钢，虽然初期贵，但寿命长、换得少；小批量偶尔试验，普通45钢调质齿面也能用。衬垫类材料（橡胶、牛皮纸）本来就是消耗品，不要省，脏了就换。

双柱拉力机

四、常见问题

夹伤试样：硬齿面夹软试样，试样表面被夹出深痕甚至切断。对策：加软衬垫，换光滑钳口。

打滑：齿面用久磨平，试样打滑。对策：检查齿尖磨损，及时更换钳口片。

生锈污染：钢夹具生锈，锈屑污染金属试样。对策：换不锈钢或定期涂防锈油。

衬垫过厚：衬垫太厚，增加系统变形，影响小变形测量。对策：衬垫尽量薄，只起增加摩擦和防压痕作用。

拉力机夹具材质选择，核心是夹具体按力大小选强度、齿面按试样软硬选硬度、环境按腐蚀性选防锈。金属硬试样用硬齿面合金钢，软试样加铜或橡胶衬垫，腐蚀环境用不锈钢。材质选对了，试样不打滑、不夹伤、钳口也耐用，数据自然稳定。不要一套夹具夹所有材料，按试样换齿面、加衬垫，才是省设备、省试样、省时间的做法。