國(guó)外先進(jìn)的用于生產(chǎn)過(guò)程控制的硬度計(jì)及其新技術(shù)簡(jiǎn)介

國(guó)外先進(jìn)的用于生產(chǎn)過(guò)程控制張久龍國(guó)家鋼鐵研究總院。北京100081全面地分析了國(guó)產(chǎn)硬度計(jì)同國(guó)際上先進(jìn)的用于過(guò)程硬度控制的硬度計(jì)在性能和功能上的差=.介了作為國(guó)際上專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)過(guò)程控制硬度計(jì)的瑞士設(shè)外公司的產(chǎn)品及其產(chǎn)品的特點(diǎn)為國(guó)硬隨著產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制越來(lái)越重要。在眾多控制的項(xiàng)目中，硬度的測(cè)試如同探傷等項(xiàng)目樣，也是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

　　硬度的檢驗(yàn)，不僅可以反映材料的力學(xué)性能的狀況，同時(shí)，也能反映材料的組織狀況等通常無(wú)法直接快速測(cè)試的重要指標(biāo)。

　　又寸于金屬材料，硬度的測(cè)試主要有如下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)布氏標(biāo)隹，洛氏標(biāo)準(zhǔn)，維氏標(biāo)準(zhǔn)，努氏標(biāo)準(zhǔn)，里氏標(biāo)準(zhǔn)和肖氏標(biāo)準(zhǔn)。

　　在生產(chǎn)實(shí)際中，作為計(jì)量試驗(yàn)室，主要采用布氏洛氏維氏努氏標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)硬度標(biāo)尺。而對(duì)于卞產(chǎn)過(guò)程控制來(lái)說(shuō)，主豎農(nóng)用布洛氏。里氏和肖氏硬度。原因是布氏壓痕硬度的方法對(duì)工件面狀況要求低，適應(yīng)性廣；而洛氏硬度測(cè)試可以實(shí)現(xiàn)直接數(shù)顯，人為測(cè)量誤差小；里氏和肖氏都是動(dòng)載荷的儀器，尤其是里氏硬度計(jì)，可以被設(shè)計(jì)成體積小巧，便收稿日期2山60310于攜帶，直接數(shù)顯的硬度計(jì)。

　　作為過(guò)程控制的硬度計(jì)，同試驗(yàn)室所使用的硬度計(jì)相比，除了同樣要求達(dá)到，8或者60標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硬度計(jì)值誤差和值重復(fù)性的指標(biāo)外，更要求其具有以下的特點(diǎn)臼前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的可以作為過(guò)程控制使用的硬度計(jì)，尚不具備以上個(gè)的特點(diǎn)，并且都有些當(dāng)前還無(wú)法克服的缺陷。具體分析如下，先，關(guān)于國(guó)產(chǎn)的布氏硬度計(jì)，目前有便攜的和式的及門(mén)式的種國(guó)產(chǎn)的捶擊式布氏硬度計(jì)，便于攜帶，使用方便。但它受標(biāo)準(zhǔn)試條木身的穩(wěn)定性的影響。誤差較大，效果不好。

　　臺(tái)式硬度計(jì)的測(cè)試穩(wěn)定性較好，但是速度慢效率低，滿(mǎn)足不了大批量的產(chǎn)品測(cè)試。同時(shí)，由于需要采用光學(xué)儀器進(jìn)行測(cè)量，人為的影響因素較大。

　　門(mén)式的硬度計(jì)同樣也存在速度慢抗干擾能力差等缺點(diǎn)。同時(shí)。它還受到戰(zhàn)荷單液壓系統(tǒng)耐用性不好等的影響，使用的領(lǐng)域很窄。

　　再看國(guó)產(chǎn)的洛氏硬度計(jì)。國(guó)產(chǎn)的靜載荷洛氏硬度計(jì)只有臺(tái)式機(jī)種。般都實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)顯。但芯由于其找荷較小說(shuō)大為15.對(duì)工1的面和工作載荷兩個(gè)步驟的施加，所以其試驗(yàn)速度也較慢。此外，國(guó)產(chǎn)硬度計(jì)本身具有的安全保障功能不夠，故目前國(guó)產(chǎn)的洛氏硬度計(jì)不大適合大批量的產(chǎn)品迸行過(guò)程硬度檢驗(yàn)。

　　甩氏硬幻雖然是直接數(shù)從。使用也很方便。

　　它臨兩個(gè)問(wèn)。第是標(biāo)準(zhǔn)1我，承認(rèn)里氏標(biāo)準(zhǔn)，16，卻沒(méi)有這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，歐共體也不承認(rèn)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第是穩(wěn)定性的問(wèn)。由于它采用動(dòng)態(tài)載荷，沖擊體較小，所以受到的影響因素較多，從而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性不好。

　　1氏硬度應(yīng)用領(lǐng)域更窄，七要是對(duì)軋，同柞也面臨與里氏硬度類(lèi)似的問(wèn)。

　　從理論上來(lái)說(shuō)，最能反映村料力學(xué)性能的硬度指標(biāo)就是靜載荷的布氏標(biāo)準(zhǔn)和洛氏標(biāo)準(zhǔn)以及維氏硬度標(biāo)準(zhǔn)。我們?cè)O(shè)想，如果有這樣的硬度計(jì)，它既采用布氏標(biāo)準(zhǔn)或洛氏標(biāo)；佳，或者站維氏標(biāo)準(zhǔn)。，能滿(mǎn)足測(cè)保滬的安全措施強(qiáng)以及儀器測(cè)試，抗下擾的能力，強(qiáng)的特那么這種她度訃將是企業(yè)化產(chǎn)過(guò)程硬度質(zhì)量控制的最佳選擇。

　　瑞士1公司是家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)過(guò)程控制硬度計(jì)的廠(chǎng)家，也是目前世界上產(chǎn)品系列最多，品種最全地適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)條件的硬度計(jì)產(chǎn)品共計(jì)大系列，30多個(gè)品種。下面就其用于過(guò)程控制之硬度計(jì)的最新技術(shù)發(fā)展作些介紹。

　　1布氏硬度計(jì)1.1便攜式布氏硬度計(jì)由于布氏硬度要求的載荷都大，所以便攜布氏硬度計(jì)，分采沖擊的方式加載，如錘擊硬度計(jì)。這類(lèi)儀器有很好的適應(yīng)性。但它有個(gè)問(wèn)，即標(biāo)準(zhǔn)試條的硬度不穩(wěn)定的1現(xiàn)在國(guó)外的這類(lèi)儀器大部分己經(jīng)放棄了試驗(yàn)條，而采用直接在樣品上測(cè)試的方法。這就帶來(lái)了如何保證載荷穩(wěn)定的問(wèn)力來(lái)保證硬度計(jì)施加的載荷的穩(wěn)定性。該儀器型號(hào)為31.這類(lèi)硬度計(jì)主要用在鑄鍛行業(yè)的大型工件上。其測(cè)試的結(jié)果可以同臺(tái)式機(jī)相媲美，完全符介08標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是目前它的耗材價(jià)格偏高。

　　還有類(lèi)便攜式布氏硬度計(jì)，它們采用的是靜載荷。最大載荷，達(dá)30，貨載荷的保1正方式有兩種是油壓，是銷(xiāo)釘?shù)募羟辛?。這類(lèi)硬度計(jì)都有些缺點(diǎn)，如對(duì)樣品形狀的要求較高，采用液壓加載這類(lèi)硬度汁的應(yīng)用面受到定的限制1.2臺(tái)式及太型落地式布氏硬度汁傳統(tǒng)的布氏硬度計(jì)都是采用光學(xué)壓痕直徑測(cè)試為誤差大。現(xiàn)在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)過(guò)程控制的硬度計(jì)基本上都要求直接數(shù)顯。這就要求硬度計(jì)采用載荷深度比較法作為其測(cè)試方法這種測(cè)試技術(shù)是說(shuō)1公司的專(zhuān)利，硬度計(jì)可以獲得很穩(wěn)定的試驗(yàn)結(jié)果，值重復(fù)性和值誤差都遠(yuǎn)優(yōu)于，8的要求同時(shí)具圓柱面校正等特心解決了傳統(tǒng)布氏硬度計(jì)無(wú)法解決的柱面修正問(wèn)。

　　2洛氏硬度計(jì)2.1便攜式洛氏硬度計(jì)試速度快試驗(yàn)結(jié)果的精度高重復(fù)性好。儀器的自我在國(guó)內(nèi)，目前還沒(méi)有靜載荷的便攜式洛氏硬度計(jì)。全世界也只有家生產(chǎn)此類(lèi)儀器。它們都采用5載荷符合標(biāo)準(zhǔn)，似足測(cè)試壓痕深度的方法個(gè)大相其中，以瑞士訊了的產(chǎn)品，饑5丁穩(wěn)定性最好，原因是它裝有套精確的彈簧加載系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)，保證了載荷的梢確性和位移測(cè)量的準(zhǔn)確性。其測(cè)試原理完全符合洛氏標(biāo)準(zhǔn)，也具有預(yù)載荷和工作載荷便攜式洛氏硬度計(jì)有很好的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于很多經(jīng)過(guò)了精加工的成品工件，它是很好的測(cè)試手段。

　　2.2式洛氏硬度計(jì)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的洛氏硬度計(jì)基本上都是數(shù)顯，測(cè)試的穩(wěn)定性也非常理想。但是，傳統(tǒng)的洛氏硬度計(jì)有個(gè)問(wèn)無(wú)法克服，第就是施加預(yù)載荷的操作繁瑣，導(dǎo)致了試驗(yàn)速度慢；第個(gè)問(wèn)是抗干擾的能力差如樣品的1試樣竹面的處理不好和放置差這兩個(gè)問(wèn)，嚴(yán)重地肌礙了洛氏硬度計(jì)在過(guò)程控制中的應(yīng)用。此外，儀器自身保護(hù)的功能差，導(dǎo)致了硬度計(jì)容易損壞瑞士辦丁公司的過(guò)程，柬洛氏硬度汁般都裝打鉗位罩和壓頭保護(hù)兩個(gè)裝！。主要作用就在于取消了施傾制的繁則，作，同，又概地克跟山于樣品的；巧成片是樣品底面試化皮等軟物妨所帶來(lái)的測(cè)量誤差。鉗位罩技術(shù)還可以很好地解決由于樣品法放置平衡而帶來(lái)的夂雜的允拎問(wèn)。

　　可以說(shuō)，這種裝置的應(yīng)用，既避免了繁瑣的操作，又大大地克服了外界因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾。

　　只有這樣的硬度計(jì)，寸能真正實(shí)現(xiàn)洛氏硬度計(jì)在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用。

　　另外，瑞士剛31公司的過(guò)程控制洛氏硬度計(jì)由于裝有彈簧載荷傳感器系統(tǒng)，它的載荷范圍很寬，并且連續(xù)可調(diào)，所以這類(lèi)洛氏硬度計(jì)也都具有布氏硬度測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)多用。

　　3維氏硬度計(jì)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，很多精密儀器的關(guān)鍵零部件，在其成品后，也需要進(jìn)行裝配前的最終硬度測(cè)試。

　　這就足為什么，外產(chǎn)品性能和壽命過(guò)硬的原。我國(guó)的精密加工企業(yè)，急需種適應(yīng)過(guò)程控制的測(cè)試速度快的直接數(shù)顯的小載荷的維氏硬度計(jì)作為其成品檢驗(yàn)的亍段。

　　3.1便攜式維氏硬度計(jì)目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有這類(lèi)產(chǎn)品。國(guó)際上也只有瑞士151公司屯產(chǎn)這種產(chǎn)品它擯弈傳統(tǒng)的位移傳感器測(cè)量深度的方法，開(kāi)發(fā)了套全新的采用電阻的變化來(lái)測(cè)量壓痕深度的方法，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)硬度曲線(xiàn)對(duì)比。能夠得到在極小壓痕的情況下非常穩(wěn)定精確的測(cè)試結(jié)1這類(lèi)產(chǎn)品具有體積小巧直接數(shù)顯操作技術(shù)要求低和人為影響因尜極小等特點(diǎn)。非常適合于對(duì)大型工件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

　　這種電阻法是瑞士1公司的專(zhuān)利技術(shù)。

　　3.2臺(tái)式維氏硬度計(jì)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的臺(tái)式維氏硬度計(jì)還都是采用光學(xué)測(cè)量的方速度慢人為因素影響較大。同時(shí)，儀器較為精密，對(duì)試樣環(huán)境和操作方法等要求很高。不能滿(mǎn)足過(guò)程控制硬度測(cè)試的需要。

　　瑞士公司生產(chǎn)種能夠接數(shù)顯的靜載荷維氏硬度計(jì)，具有測(cè)試速度快，測(cè)試方向任意適應(yīng)柞品全載荷，小討達(dá)203壓頭小可測(cè)試極小溝梢和1.5梭數(shù)的齒輪等的特點(diǎn)。完全實(shí)現(xiàn)了維氏硬度計(jì)在生產(chǎn)過(guò)程中硬度檢測(cè)的應(yīng)用。同時(shí)，這種儀器對(duì)試樣環(huán)境和操作方法等要求很低，適應(yīng)車(chē)間測(cè)試環(huán)境的要求。

　　4淳硬層硬度和深度的測(cè)量傳統(tǒng)的方法是對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行切割，打磨拋光，然后采用維氏硬度計(jì)進(jìn)行打點(diǎn)測(cè)出硬度曲線(xiàn)，或者采用金相法進(jìn)行硬化層的判定。

　　瑞士1公司開(kāi)發(fā)種能夠直接數(shù)顯淬硬層深度和血她度的硬皮，00.它能夠在不破壞樣品的情況下，采用電阻法獲得淬硬層硬度隨深度變化的曲線(xiàn)，從而得到淬硬層深度和面硬度。這種儀器的應(yīng)用，使得測(cè)試個(gè)樣品的時(shí)間從5，1縮短為3，8，大大提高了工作效率。同時(shí)，由于采用直接數(shù)顯，也大大提高了測(cè)試的穩(wěn)定性，避免了人為5結(jié)束語(yǔ)我國(guó)自從加入了界10后，機(jī)械加工工業(yè)正逐步同國(guó)際接軌，產(chǎn)品和零部件大量地出口。作為產(chǎn)品質(zhì)量拉制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)過(guò)程硬度控制，必然也越來(lái)越受到了重視。我們有理由相信，用于生產(chǎn)過(guò)程控制的硬度計(jì)也將得到極大的推廣和應(yīng)用。