Kovuusmittarin valinta ja käyttöalue

Kovuusmittari on metallien kovuuden mittaustyökalu. Kovuuden määritelmän esitti ensimmäisenä Leo Muhl, ja se kuvaa materiaalin kykyä vastustaa kovaa kappaletta, joka painuu sen pinnalle. Se on yksi tärkeimmistä metallimateriaalien suorituskykyindikaattoreista. Yleensä mitä korkeampi kovuus, sitä parempi kulumiskestävyys.

Eri mittausperiaatteiden mukaan kovuuden mittaaminen jaetaan esimerkiksi Leebin kovuusmittareihin, Rockwellin kovuusmittareihin, Brinellin kovuusmittareihin, Shaw’n kovuusmittareihin, Shore’n kovuusmittareihin, Barcolin kovuusmittareihin, mikrokovuusmittareihin, Mohsin kovuusmittareihin ja Vickersin kovuusmittareihin.

Brinellin kovuusmittari ja Rockwellin kovuusmittari ovat laajimmin käytettyjä. Niillä voidaan mitata terästä ja valuterästä, seoskäsiteltyä työkaluterästä, ruostumatonta terästä, harmaata valurautaa, spheroidaalista valurautaa, valumisvalmisteista alumiiniseosta, kupari-zinkkiseosta (messinkiä), kupari-tina-seosta (pronssia), puhtaata kuparia, muovattua terästä, lämpökäsittelyä, hiilittämistä, karkaistua kovuuskerrosta, pinnan päällystystä, terästä, ei-ferrosmetalleja sekä pieniä ja ohuita osia, kumia, muovia, piipisteitä, koruja jne.

Kovuusmittarin käytössä on huomioitava useita seikkoja.

1. Kovanisuustesterin itse aiheuttama virhe koostuu kahdesta osasta: toinen on sen osien muodonmuutoksesta ja liikkeestä johtuva virhe; toinen on kovanisuusparametrin ylittämisestä määriteltyä standardia johtuva virhe. Toinen virhe voidaan korjata kalibroimalla kovanisuustesteri ennen mittauksen suorittamista standardilohkolla. Rockwell-kovanisuustesteri on hyväksytty, jos kalibrointieron suuruus on ±1:n sisällä ja vakaa arvo tämän eron sisällä on ±2:n sisällä, jolloin korjausarvo voidaan antaa. Jos ero ylittää ±2:n alueen, kovanisuustesteri on kalibroitava ja korjattava tai vaihdettava toiseen kovanisuudenmittausmenetelmään.

2. Kovanisuustesterillä on eri soveltuvuusalueet, ja sen tulee valita määräysten mukaisesti. Esimerkiksi kun kovuus ylittää HRB100:n, kovuuden mittaamiseen tulee käyttää HRC-asteikkoa; kun kovuus on alle HRC20:n, kovuuden mittaamiseen tulee käyttää HRB-asteikkoa. Tämä johtuu siitä, että kun testialue ylittyy, kovanisuustesterin tarkkuus ja herkkyys ovat heikkoja, mitattu kovuusarvo on epätarkka, eikä laitetta ole tarkoitus käyttää.

3. Kun vaihdetaan kovuuskärkeä tai alustaa, on kiinnitettävä huomiota kosketuspinnan puhdistamiseen. Vaihdon jälkeen on käytettävä tietyn kovuuden teräsnäytettä useita kertoja, kunnes kaksi peräkkäistä mittaustulosta ovat samat. Tämän tarkoituksena on varmistaa, että kovuuskärki tai alusta painuu tiukasti ja koskettaa hyvin testilaitteen kosketuspintaa, jotta testitulosten tarkkuutta ei vaikuteta.

4. Kun kovuusmittari on säädetty, ensimmäinen kovuusmittaus suoritetaan standarditestilohkolla, jotta voidaan sulkea pois mahdollisuus huonosta näytteen ja alustan kosketuksesta, mikä johtaisi epätarkkaan mittaukseen. Vasta sen jälkeen, kun tilanne on vahvistettu, kovuusmittari on normaalissa toimintatilassa, ja vasta sitten näyte voidaan virallisesti testata ja mitattu kovuusarvo tallentaa.

5. Jos näyte sallii sen, valitaan yleensä eri kohdat ja mitataan vähintään kolme kovuusarvoa. Etäisyys kolmen mittauspisteen välillä on ≥3 mm, ja näytteen kovuusarvoksi otetaan kolmen arvon keskiarvo.

6. Monimutkaisen muotoisten näytteiden testauksessa on käytettävä vastaavia tukipaloja, ja testaus voidaan suorittaa vasta kun näyte on kiinnitetty. Pyöreät näytteet sijoitetaan yleensä V-urille testauksen aikana.

7. Kovanuusmittarin on kalibroitava määräysten mukaisesti. Kovanuusmittaria kalibroitaessa käytetty standardilohko ei saa olla käytössä molemmin puolin, koska standardipinnan ja takapinnan kovuus saattaa olla erilainen. Yleensä säädetään, että standardilohko on voimassa yhden vuoden ajan kalibrointipäivästä lähtien.

erilaisten kovanuusmittareiden soveltamisalat ovat seuraavat:

Brinell-kovanuusmittari: Käytetään pääasiassa kovuuden mittaamiseen muovattavasta teräksestä ja epätasaisen rakenteen valurautaa, sekä myös ei-ferrosmetalleihin ja pehmeään teräkseen. Brinell-kovuustesti soveltuu raaka-aineiden ja puolivalmiiden tarkastukseen tuotteet . Etuna on suuri painauma, joka kuvastaa materiaalin kokonaissuorituskykyä ja tarjoaa korkean tarkkuuden; haittana on suuri painauma, joten testiä ei yleensä käytetä valmiiden tuotteiden tarkastukseen.

‌ Rockwell-kovanuusmittari: Sopii erilaisten rautapitoisten ja ei-rautapitoisten metallien kovuustestausta, mukaan lukien sementoitu teräs, sementoitu ja tervattu teräs, tervattu teräs, pehmitetty teräs, pintakäsitelty teräs, karbidimateriaalit, pulverimetallurgiamateriaalit, lämpösuihkupinnoitteet jne. Etuna on laaja käyttöalue ja soveltuvuus erilaisten rautapitoisten ja ei-rautapitoisten metallien kovuustestausta; haittana on pieni indentaatio, mikä tekee sen sopivaksi ohuille levymetalleille, ohutseinäisille putkille jne.

‌ Pintakovuustesteri Rockwell-mittauksia varten: Sopii kovuustestaukseen ohuille levyille, karburointiin, nitridointiin, pinnankäsittelyyn kovennettuihin kerroksiin, ruostumattomille teräksille ja alumiiniseoksille jne. Vickers-kovuusmittari: Käytetään pienien osien, ohuiden teräslevyjen, metallikalvojen, piipiirilevyjen, johtimien, ohuiden kovennettujen kerrosten, sähkökromattujen kerrosten, lasin, korujen ja keraamisten tuotteiden kovuuden mittaamiseen. Etuna on pieni painauma, mikä tekee laitteen sopivaksi pienien osien ja ohuiden materiaalien testaamiseen; haittana on suhteellisen monimutkainen käyttö. Sopii pienien osien, ohuiden teräslevyjen, metallikalvojen ja muiden materiaalien testaamiseen.