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硬度计在玻璃、陶瓷、玛瑙等精细行业的应用

在玻璃、陶瓷、玛瑙等精细行业,由于这些材料的固有特点,比较脆,在质量控制方面为了检验其是否合格,硬度测试也是比较重要的一个内容,如对光学玻璃的检验,国家标准就有克氏硬度测试的要求,克氏硬度简单理解就是我们所常说的努氏硬度,但在数值的计算上是有不同的,行业标准上玻璃的克氏硬度使用的压强单位,而我们努氏硬度计的国标使用的单位投影面积上承受的千克力来表示,二者使用的压头是一样的,测试过程也一样,这是在最后的计算上少有不同,只需要进行简单的换算就可以;玻璃、陶瓷、玛瑙等行业常规的在硬度测试时选择显微硬度计,对一些薄型可选择努氏硬度计显微硬度计努氏硬度计主要区别就是压头,维氏硬度计使用的是136度正四棱锥金刚石压头,努氏使用的172.5度和130度对角线交角的金刚石压头,主要一样,在同一材料上测试时,努氏压头压入试样的深度只有维氏硬度计压入深度约64%,压入试样的深度浅,保证了薄而脆的材料不容易脆裂;而努氏压痕的长对角线长度则是维氏硬度计压痕对角线的约2.77倍,在对角线的测试方面人眼引进的误差相对少,尽管努氏硬度计维氏硬度计有这些好处,但努氏硬度计在计算数值时,只测量长对角线,而维氏硬度计时测2次对角线测平均值,这些就造成了努氏硬度计对被测材料的表面粗糙度有更高的要求,同时对机器的压头轴线与被测试表面垂直度有更高的要求,由于表面的光洁度要求高这个只能是客户自行对材料进行研磨抛光,这会给客户在使用机器时带来一些麻烦,因此在维氏可以测试的情况下,客户多数还是选择维氏硬度计,目前努氏硬度计在国内使用的相对较少,但后续随着我们制造工艺的改良,会越来越多的被使用。

硬度计橡胶、塑料行业的应用

在橡胶行业,目前检测对原材料、成品的检验很多,硬度测试主要使用的邵氏硬度计,如邵氏A型是采用压针压入材料表面,以压针残余长度来反映材料的硬度,邵氏A型适合测试软橡胶,其压入试样的试验力约1Kg;邵氏C型硬度计压头是弧形的球压头,由于其压头与试样测试表面接触面大,因此作用在试样表面的压力小,邵氏C型硬度适合测试薄膜类产品;邵氏D型和邵氏A型相似,但邵氏D型压入试样所需试验力约在5Kg左右,比邵氏A的压力要大的多,因此邵氏D型适合测试硬橡胶
在橡胶、塑料行业,有些大型较厚的材料,要进行精确的硬度测试,就要在固定的台式机上进行测试了,主要使用的是塑料洛氏硬度计,在一些玻璃钢行业,主要使用的是巴氏硬度计巴氏硬度计主要适合测试硬塑料和软金属。

 

硬度计在电子、精密五金行业的应用

在电子行业普遍存在i电镀这个工艺,如利用金盐在铜箔的表面镀上一层金,这样在分析原材料铜的硬度时同样要分析后镀上来的金的硬度,这些镀层一般都不会很厚,所以在测试时试验力不可能很大,大的试验力会造成镀层在测试时压头打穿镀层无法测试出真正镀层的硬度;在精密五金行业,对材料表面的耐磨性、高温硬性、心部的韧性都有更高的要求,这样在工艺上会像电子行业镀金一样会在工件表面镀上一层材料,这些材料多种多样,如镀镍、铬、陶瓷等,渗碳、渗氮、碳氮共渗实际上也是使碳、氮原子深入工件表面产生一层不同于心部的组织,这样看也是和镀层相似的,不同的时一般这些渗层是相对厚点的;目前这些工艺的大量的使用,形成的工件能否达到其既定的效果,就需要相关的检测手段,如硬度测试镀层厚度测试仪等,在硬度测试方面,一台显微硬度计是必不可少的设备,由于显微硬度计试验力小,最小10克力,最大一公斤,能够很好的满足镀层薄试验力要小的特点。
在电子、精密五金行业也会有大量的焊接作业,由于焊接是把二个母体用一定的固溶剂把二个母体链接起来,如电焊,在焊接后,木材和焊料是否达到焊接的要求,很多是在焊接部位进行硬度测试进行检验硬度计在这些方面的应用也越来越多。

硬度计在热处理、研究所及大专院校行业的应用

硬度是材料宏观的力学性能反映,在热处理行业,为了使材料达到一定的硬度会经过一定的加工淬火工艺,如加热到一定温度,保温一段时间,在进行水淬或油淬等,这些工艺完成后检验材料是否达到了要求,最直观的检验就是硬度检测;在研究所和各大专院校都有材料分析专业,试验和研究不同工艺和新材料,硬度测试时非常重要的手段,如要求材料耐磨性能要高,一般反映到硬度方面就是材料硬度高,即材料要达到一定的硬度硬度在用硬度计测试完成后,如果硬度达到了要求,那么工艺基本上没有问题,如果硬度没有达到要求,就可以反过来分析工艺在哪个方面有问题,如热处理方面加热的温度是高了还是低了,淬火的溶液是否有问题等等,这些理论在各研究所和大专院校应用硬度计进行检验分析,从理论上的分析为工厂的生产提供指导。

硬度计在机械行业行业的应用

在机械行业,金属材料的运用是非常多的,在这些材料的来料和出料检验方面有很多检验方法,包括微观的金相检验分析内部组织,光谱分析设备光谱仪分光光度计 原子吸收分光光度计等分析材料的元素含量,测试材料的 力学性能 万能试验机测试其 屈服强度、抗拉强度等, 冲击试验机测试其冲击韧性等,还有常规的 硬度测试
从这些检测项目来说, 硬度测试是常规且快捷的手段, 硬度测试与金相检验相比,不需要像 金相分析需要进行取样、 研磨抛光、腐蚀后在 显微镜下观察等步骤,像 洛氏硬度计一般对测试工件的 表面粗糙度要求比较低,工件可以直接在机器进行测试,非常的快捷,同时也不会像 金相分析需要购买一套设备,一台机器就可以进行 硬度分析,对使用人员的要求都必要低,不需要专业的培训都可以进行测试,工作效率很高;与光谱分析设备相比,同样不需要向光谱仪那样要制作测试,分光光度计和原子吸收等设备要需要制作已知浓度的标准试样,测试吸光度拟合标准曲线后在测试待测物品得到含量,在制作已知浓度的标准试样时要用到化学方法,因此在制样时需要有一定化学方面的人员从事作业,硬度测试没有这些要求;与试验机相比,也没有制作哑铃型标准试样的要求;
与所有这些设备相比较,硬度计一般价格比较低廉,占用的体积小,可以在车间直接使用,同时对操作人员的要求比较低,所以硬度测试时目前在机械行业应用广泛的检测手段;硬度测试时主要的检测设备是硬度计硬度计在实践中又有很多种:
洛氏硬度计:测试的原理是用一定试验力和压头压入试样表面,以压入的深浅来反映材料的硬度,材料越硬压入的越浅,国内使用较多的主要是HRC标尺,因此洛氏硬度计主要用来测试相对比较硬的材料如淬火钢,渗碳、渗氮件、合金钢等;
布氏硬度计:测试原理是用一定试验力和压头组合得到压入系数,测试压痕单位表面积上承受的千克力即布氏硬度布氏硬度计使用的试验力和压头都大如10mm硬质合金钢球,试验力3000Kg,因此测试时进行的是破坏试验,由于压痕大,在测试一些软金属和粗大晶粒的金属,可以避免材料内部的不均匀和晶粒粗大带来的影响,因此其测试精度相比洛氏要高;
维氏硬度计:测试原理与布氏硬度计相似,是用一定的试验力和压头压入试样表面,测试压痕单位表面积上承受的千克力,由于维氏硬度计所施加的试验力比较小,一般认为是无损检测,像显微硬度计是测试出的压痕在放大400倍后对对线进行测量,人的肉眼基本看不到,如材料700HV,测试压痕直径在51.5微米左右;同时维氏硬度计使用的正四棱锥金刚石压头,不会像布氏硬度计那样在不同的试验力和压头时会造成压入试样的压力角不同而造成硬度值不可以直接进行比较,这些特点决定维氏硬度计在微小零部件测试方面有其优质的一点,维氏硬度计几乎涵盖了从很软件到很硬的所有材料,因此维氏硬度计也是测试面最广的。

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