在我國機械制造工業(yè)中,硬度檢測法常用于最終熱處理效應檢查,實際上,硬度檢測法在工藝管理和生產(chǎn)過程中進行質(zhì)量控制也是是非常重要的手段,如對未經(jīng)熱處理的一些制作,為避免混料,錯料,應進行硬度檢測,在加工過程中,為避免切削或磨削加工量過大而引起退火造成性能改變,亦應用硬度檢測加以監(jiān)管,因此,科學合理地應用硬度檢測方法很值得重視,硬度計(Durometer)是測量物體硬度的儀器,測量刮板刀片的橡膠或塑料硬度,根據(jù)繁簡程度可分為簡單硬度測量計和復雜硬度測量計兩種,其原理是用壓頭(金剛石圓錐或淬火鋼球)在載荷(包括預載荷和主載荷)作用下,壓入材料的塑性變形濃度來表示的,測試產(chǎn)品的硬度主要是為了保證所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量,通過檢測使之達到一定的國家標準,產(chǎn)品才得以認可和銷售,測量硬度反應在生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量的把關(guān),分出不良品和合格產(chǎn)品,通過檢測可以改善和提高產(chǎn)品的合格率,對于生產(chǎn)企業(yè)有著重大的意義。http://www.lztr4p.cn/
一、硬度計的分類:
布氏硬度計可用于測試鑄件、鍛件、供貨狀態(tài)的鋼材、有色金屬及經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理的半成品鋼鐵工件,用HBW表示。 這是一種可以在車間使用的便攜式儀器,操作簡單,攜帶方便,可現(xiàn)場測試大型工件而不必取樣,可實現(xiàn)大型工件的逐件檢測。
布氏硬度計主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試,鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗有著較好的對應關(guān)系。布氏硬度試驗還可用于有色金屬和軟鋼,采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料,布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢測,由于壓痕較大,一般不用于成品檢測。
布氏硬度試驗條件的選擇如同洛氏硬度試驗關(guān)于標尺的選擇一樣,布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題,即試驗力F和壓頭球直徑D的選擇,這種選擇不是任意的,而是要遵循一定的規(guī)則,并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配,應用起來比洛氏硬度試驗略顯復雜。
維氏硬度計主要是用于測黑色金屬、有色金屬、硬質(zhì)合金(如鋁合金)及表面滲碳、滲氮層的硬度,用HV表示,采用正四棱錐體金剛石壓頭,在試驗力作用下壓入試樣表面,保持規(guī)定時間后,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕對角線長度。維氏硬度計試驗的壓痕是正方形,輪廓清晰,對角線測量準確,因此維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度最高的,同時它的重復性也很好,這一點比布氏硬度優(yōu)越。
維氏硬度計試驗測量范圍寬廣,可以測量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料,從很軟的材料(幾個維氏硬度單位)到很硬的材料(3000個維氏硬度單位) 玻璃管液位計都可測量。
維氏硬度計試驗最大的優(yōu)點在于其硬度值與試驗力的大小無關(guān),只要是硬度均勻的材料,可以任意選擇試驗力,其硬度值不變。這就相當于在一個很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個統(tǒng)一的標尺,這一點又比洛氏硬度試驗來得優(yōu)越,在中、低硬度值范圍內(nèi),在同一均勻材料上,維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結(jié)果會得到近似的硬度值,維氏硬度計試驗的試驗力可以小到10gF,壓痕非常小,特別適合測試薄小材料。
洛氏硬度計主要用于各種鋼材(含合金鋼、不銹鋼)硬度的測試。這是最重要的、最常用的一類硬度計,它以下還有洛氏硬度計、電動洛氏硬度計、數(shù)顯洛氏硬度計、數(shù)顯表面洛氏硬度計、數(shù)顯洛氏硬度計、表面洛氏硬度計。
洛氏硬度計是世界上第一臺依據(jù)洛氏硬度試驗原理設(shè)計的,只需要單側(cè)接觸試樣就可測試金屬硬度的洛氏硬度計,依靠磁力將洛氏硬度計測頭吸附在鋼鐵表面,不需要對試樣進行支撐,測試精度符合標準GB/T230、ISO6508,不低于臺式洛氏硬度計,洛氏硬度檢測法最初是由美國人洛克威爾(S.P.RocKwell和H.M.RocKwell)在1914年提出的,后來他們在1919年和1921年兩次對硬度計的設(shè)計進行了改進,奠定了現(xiàn)代洛氏硬度計的雛形,到1930年威爾遜(C.H Wilson)進行了更新設(shè)計,使洛氏硬度檢測方法和設(shè)備更趨完善,現(xiàn)在我國已生產(chǎn)觸摸屏控制和數(shù)值顯示以及曲線顯示并自動打印測試數(shù)據(jù)的洛氏硬度計,洛氏硬度檢測方法的特點是操作簡單,測量迅速,并可從百分表或光學投影屏或顯示屏上直接讀數(shù),同布氏和維氏硬度檢測法一樣,成為三種最常用的硬度檢測法之一。
洛氏硬度各標度有一事實上的適用范圍,要根據(jù)規(guī)定正確選用,例如,硬度高于HRB100時,應采用HRC標度進行測試;硬度低于HRC20時應用HRB標度進行測試。因為超出其規(guī)定的測試范圍時,硬度計的精確度及靈敏度較差,硬度值不準確,不宜使用。其他硬度測試法也都規(guī)定有相應的校正標準,校準硬度計用的標準塊不能兩面使用,因標準面與背面硬度不一定一致,一般規(guī)定標準塊自標定日起一年內(nèi)有效。
對于硬度參數(shù)超出規(guī)定標準所造成的誤差,在測量前需用標準塊對硬度計進行校準。對洛氏硬度計校正結(jié)果,差值在±1之內(nèi)合格,差值在±2之內(nèi)的穩(wěn)定數(shù)值,可以給出修正值,差值在±2范圍之外時則必需對硬度計進行校正維修或換其他硬度測試法測定。
4、布洛維硬度計可以測量布氏、維氏、洛氏三種硬度的硬度計,比較適合于開發(fā)、研究用。
邵氏硬度計是用來測量橡膠、泡沫、塑料等物質(zhì)硬度的儀器,主要有HA和HD兩種,前者為較軟橡膠類硬度參數(shù),后者為較硬的橡膠或塑料硬度參數(shù)。
邵氏硬度計分為機械式,數(shù)顯式兩種。
邵氏硬度計主要分為三類:即 A型,C型和 D型,它們的測量原理完全相同,所不同的是測量針的尺寸不同。
其中A型的針尖直徑為 0.79mm;
A型硬度計用來測量軟塑料、橡膠、合成橡膠、氈、皮革;
D型的針尖直徑為 0.2mm.即半徑為R0.1;
D型硬度計用來測量硬塑料和硬橡膠的硬度,例如:地板材料,保齡 球等現(xiàn)場測量硬度;
C型的測針是一個圓球直徑5mm;
C型硬度計用來測量泡沫材料和海綿等軟性材料;
里氏硬度計是一種能將各種硬度值進行換算的較小型的硬度計,主要用于對金屬材料的測試,特別是對較大型的工件,它是一種測試器材,其原理是隨著單片技術(shù)的發(fā)展,1978年,瑞士人Leeb博士首次提出了一種全新的測硬方法,它的基本原理是具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面,測量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度,利用電磁原理,感應與速度成正比的電壓。
里氏硬度計主要功能:
可通過按鍵選擇測試材料、硬度制式、測試方向及測試次數(shù);
可實現(xiàn)六種硬度(HLD、HRB、HRC、HB、HV、HS)間的轉(zhuǎn)換;
可反復顯示各次測試結(jié)果,并可自動或手動刪除誤操作測試結(jié)果;
可隨時輸出單次測試平均值或整體輸出所有存儲數(shù)據(jù);
自動檢測電池電壓,在測試狀態(tài)有電量顯示圖標;
里氏硬度計原理:具有一定質(zhì)量的沖擊體在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面,測量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度比值計算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回彈速度)/VA(沖擊速度)。
二、主要用途:
鋼和鑄鋼、合金工具鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋁合金、銅鋅合金(黃銅)、銅錫合金(青銅)、純銅、鍛鋼、熱處理、碳化、淬火硬化層,表面覆層,鋼,有色金屬和微小及薄形零件、橡膠、塑料、IC薄片、珠寶等。
三、注意事項:
1、硬度計本身會產(chǎn)生兩種誤差:一是其零件的變形、移動造成的誤差;二是硬度參數(shù)超出規(guī)定標準所造成的誤差。
2、在更換壓頭或砧座時,注意接觸部位要擦干凈,換好后,要用一定硬度的鋼樣測試幾次,直到連續(xù)兩次所得硬度值相同為止,目的是使壓頭或砧座與試驗機接觸部分壓緊,接觸良好,以免影響試驗結(jié)果的準確性。
3、硬度計調(diào)整后,開始測量硬度時,第一個測試點不用,因怕試樣與砧座接觸不好,測得的值不準確,在第一點測試完,硬度計處于正常運行機制狀態(tài)后再對試樣進行正式測試,記錄測得的硬度值。
4、在試件允許的情況下,一般選不同部位至少測試三個硬度值,取平均值,取平均值作為試件的硬度值。
5、對形狀復雜的試件要采用相應形狀的墊塊,固定后方可測試,對圓試件一般要放在V形槽中測試。
6、加載前要檢查加載手柄是否放在卸載位,加載時動作要輕穩(wěn),不要用力太猛,加載完畢加載手柄應放在卸載位置,以免儀器長期處于負荷狀態(tài),發(fā)生塑性變形,影響測量精確度。
8、硬度指的是材料抵抗局部塑性變形的能力,多用壓入法測定。
9、各硬度值相互之間不能直接比較,只能通過硬度對照表換算。