起重机砝码的材料选择和制作工艺

起重机砝码（通常被称为“试验重物"或“校准重物"）的制作是一个严肃的工程问题，因为它直接关系到起重机的安全认证和性能测试。这些砝码必须具有较高的质量精度和结构强度。

以下是起重机砝码制作的详细流程、材料选择和工艺要求：

一、核心要求

精度等级： 用于起重机检验的砝码通常属于M1级 或以上精度。这意味着其质量偏差必须严格控制在国际标准（如OIML R111）或国家标准（如JJG 99-2022）规定的允差范围内。

结构强度： 砝码必须能承受频繁吊装、堆叠和运输带来的冲击，不能发生变形或损坏。

吊装结构： 必须设计有坚固、可靠的吊耳或吊孔，确保吊装过程安全、平稳。

耐久性： 需要具备良好的防锈、防腐能力，以适应室内外不同的工作环境。

二、主要制作材料

1、铸铁砝码

常用类型，成本效益高，适用于制造大型吨位砝码。

工艺： 采用消失模铸造 或树脂砂铸造 工艺，以保证尺寸精度和内部致密性。

后处理： 铸造成型后，需经过清砂、抛丸（喷砂）去除表面杂质，然后进行机加工（铣、钻）来精确调整重量和加工吊装结构。

表面防护： 最后进行喷涂防锈底漆和面漆，通常颜色鲜艳（如黄色、橙色）以醒目。

2、钢制砝码

强度更高，耐磨性更好，外观更美观，但成本也更高。

工艺： 对于大型砝码，可采用钢板焊接箱体结构，内部填充混凝土或钢筋配重。对于小型精密砝码，可直接从钢坯机加工而成。

特点： 表面可做镀铬、镀锌或喷塑处理，防腐性能更佳。

3、混凝土包钢芯砝码

成本较低的方案，适用于对精度要求稍低、但需要极大吨位的场合（如港口大型门座式起重机的试验）。

结构： 内部是坚固的钢结构骨架（包含吊耳），外部用高标号混凝土浇筑成型。

优点： 成本极低，可制作成几十吨甚至上百吨的巨型整体砝码。

缺点： 重量精度较低，自身重量大，易磕碰掉角，耐久性不如金属砝码。

三、详细制作工艺流程（以常用的铸铁砝码为例）

1. 设计与模具制作

设计： 根据目标重量、形状（通常为矩形或圆柱形，便于堆叠）、吊装方式和重心位置进行设计。必须进行有限元分析，确保吊耳等关键部位在满载下的结构安全。

模具制作： 根据三维图纸制作铸造用的模具。

2. 熔炼与铸造

熔炼： 使用高品质生铁、废钢等原料在熔炼炉中熔化，并调整化学成分（如碳、硅、锰、磷、硫的含量）。

铸造： 将铁水浇注到模具中。消失模铸造 能获得表面光洁、尺寸精确的毛坯。

3. 清砂与初处理

铸件冷却后，通过振动、抛丸等方式清除表面的型砂和氧化皮。

4. 粗加工与时效处理

粗加工： 对砝码的基准面进行初步铣削，为精加工做准备。

时效处理： 将砝码毛坯自然放置或通过热处理进行“自然时效"或“人工时效"，以消除铸造产生的内应力，防止日后变形。

5. 精加工与重量调整 - 最关键步骤

精加工： 在大型数控机床上，对砝码的各个表面进行精细铣削，确保形状规整。

重量调整：

在精加工过程中，使用高精度天平（对于小砝码）或经过校准的电子地磅（对于大砝码）进行在线称重。

通过微量切削 材料的方式，逐步将砝码的质量调整到目标值，并进入国家标准允许的误差带内。

对于砝码上的调整腔，在调整到位后，会用与砝码相同材质的填充物（如铁屑、钢丸）填满并密封，防止日后变动和进水。

6. 吊装结构加工与测试

精确加工吊耳或吊孔，确保其位置和尺寸符合设计要求。

对吊装结构进行无损探伤（如磁粉探伤或超声波探伤），检查是否存在内部裂纹等缺陷。

7. 表面处理与喷涂

整体进行抛丸或喷砂处理，获得洁净并有适当粗糙度的表面，以增加油漆附着力。

喷涂环氧富锌防锈底漆。

喷涂耐磨、耐候的聚氨酯面漆。颜色通常鲜艳，并喷上醒目的重量标识（如“10t"）。

8. 校准与认证

在恒温恒湿的校准实验室内，使用比砝码精度高3-10倍的标准天平或衡器对其进行最终校准。

由计量机构出具校准证书，证书上会标明砝码的实际质量值、修正值以及不确定度。

在砝码上打上出厂编号和计量检定烙印。

总结与注意事项

专业性： 起重机砝码的制作是专业计量器具的生产活动，必须由具备相应资质的厂家完成。

切勿自行制作： 绝对禁止使用未经校准的废旧钢材、水泥块等物品随意拼凑作为起重机的测试砝码。这是因为：

质量未知： 实际重量与估算重量可能相差甚远，导致测试无效或产生危险。

结构风险： 自制的吊点可能强度不足，在吊装过程中突然断裂，造成严重事故。

法律效力： 法定检验机构不会承认使用非标砝码进行的测试结果。

因此，起重机的检验和校准必须使用有资质的厂家生产、并带有有效校准证书的标准砝码。