Zastosowanie twardościomierza ultradźwiękowego do pomiaru twardości wałka karbującego.
Wzory badawcze i wymagania:
Próbka testowa: Wałek falisty
Przykładowy materiał: stal
Obróbka powierzchniowa: napawanie laserowe
Twardość próbki: 50HRC ~ 60HRC, twardość powierzchni zęba wałka karbującego wynosi HRC55-60, co pozwala uniknąć pęknięć.
Grubość próbki: 0,5 mm lub więcej.
Wymagania testowe: Sprawdź twardość powierzchni, która przed badaniem zostanie lekko obrobiona lub oszlifowana.
Testowanie trudności:
Ponieważ stacjonarny twardościomierz jest stosunkowo ciężki, można go używać wyłącznie w stałych miejscach w laboratoriach i warsztatach. Istnieje wiele rodzajów rolek falistych, które należy zmierzyć, a przedmioty obrabiane są stosunkowo duże. Stosowanie pomiaru twardości metodą Tyroda-Vickersa wymaga cięcia przed badaniem, co stawia przed operatorem wysokie wymagania i charakteryzuje się niską wydajnością. Twardościomierze Rockwella i Brinella firmy Tyrell wykorzystują pomiary makroskopowe pod wysokim ciśnieniem i przy dużej średnicy kulki wgłębnika. Próbka po badaniu pozostawi wyraźne wgniecenia (Rysunek 2). W przypadku próbek różnych miękkich i twardych materiałów konieczne jest wybranie i wymiana wgłębnika oraz siły detekcji, a czas operacji jest długi. Po badaniu za pomocą stacjonarnego testera twardości próbkę należy poddać ponownemu przetworzeniu lub wyrzucić. Dlatego twardościomierz Tyrode nie nadaje się do badania partii, badania dużych przedmiotów na miejscu i badań nieniszczących.
Przenośny twardościomierz Leeba opiera się na zasadzie uderzenia i oblicza wartość twardości poprzez stosunek prędkości odbicia i prędkości uderzenia. Ponieważ twardościomierz Leeb ma wysokie wymagania co do wielkości, masy i chropowatości mierzonego przedmiotu, może mierzyć tylko duże i średnie przedmioty (teoretyczne wymaganie wynosi 5 kg), a nie może mierzyć mniejszych i cienkich przedmiotów (w tym elektrochromowych) warstwy, powłoki natryskowe, azot Twardość powierzchni przedmiotu obrabianego np. warstwy chemicznej), dlatego nie ma możliwości sprawdzenia twardości walca karbującego twardościomierzem Leeba.
rozwiązanie:
W związku z obecnymi trudnościami pomiarowymi zalecamy do pomiaru próbki zastosowanie ultradźwiękowego twardościomierza.
Zasada działania twardościomierza ultradźwiękowego
Metoda ultradźwiękowej impedancji kontaktowej. Ze względu na swoje zalety, takie jak łatwość przenoszenia, duża szybkość testowania, nieniszczącość i szeroki zakres zastosowań, jest on szeroko stosowany w ostatnich dziesięcioleciach i stał się jedną z ważnych i niezawodnych metod badania twardości.
Metoda ultradźwiękowej impedancji stykowej jest metodą dynamicznego wcięcia, która pośrednio mierzy wcięcie. Wibrujący pręt ze specjalnym wgłębnikiem (np. wgłębnikiem diamentowym o kwadratowej piramidzie) na końcu jest pobudzany do wykonania podłużnych wibracji ultradźwiękowych, a do wciśnięcia wgłębnika w powierzchnię testową wykorzystywana jest pewna siła testowa. Na drgania wzdłużne wibrującego pręta wpływa impedancja i częstotliwość rezonansowa. zachodzą zmiany. Zmiana jest funkcją pola powierzchni wcięcia i efektywnego modułu sprężystości układu, a wartość twardości uzyskuje się ze zmiany częstotliwości.
W porównaniu z tradycyjnym twardościomierzem Tyrode, fala ultradźwiękowa ma swoje unikalne zalety:
Szybkie testowanie i wysoka wydajność
Tradycyjne twardościomierze Rockwella, twardościomierze Brinella i twardościomierze Vickersa muszą obciążyć przedmiot obrabiany pewną siłą, a następnie rozładować i utrzymać obciążenie, aby zmierzyć głębokość wcięcia, średnicę i przekątną przedmiotu obrabianego. Testowanie przedmiotu obrabianego zajmuje około 30 do 50 sekund. .
Twardościomierz ultradźwiękowy wykorzystuje elektroniczną metodę pomiaru, a czujnik ultradźwiękowy dokonuje pomiaru poprzez zmiany częstotliwości ultradźwiękowej. Testowanie przedmiotu zajmuje tylko 3 do 5 sekund, a wydajność wzrasta ponad 10-krotnie.
Łatwy do przenoszenia i pomiaru na miejscu
W przypadku korzystania z twardościomierza Rockwella, twardościomierza Brinella i twardościomierza Vickersa do sprawdzania twardości, przed badaniem należy pociąć obrabiany przedmiot na małe kawałki.
Twardościomierz ultradźwiękowy ma niewielkie rozmiary i może przeprowadzić badanie twardości bez uszkodzenia przedmiotu obrabianego. Nadaje się do badania twardości na miejscu dużych lub specjalnych przedmiotów i jest szeroko stosowany w lotnictwie, przemyśle lotniczym i kosmicznym, przemyśle i innych obszarach.
Badania nieniszczące detali
Tradycyjne pomiary Rockwella i Brinella firmy Tyrell wykorzystują metody pomiarów makroskopowych w celu uzyskania większych wgłębień.
W ultradźwiękowym twardościomierzu zastosowano sondę ultradźwiękową o małym obciążeniu, która po pomiarze nie pozostawi widocznego wcięcia, dlatego jest odpowiednia dla użytkowników wymagających badań nieniszczących o dużych wymaganiach dotyczących powierzchni. Do przeprowadzenia testu na tej samej próbce użyj twardościomierzy ultradźwiękowych i Rockwella (Rysunek 4). Wcięcie testowe zostaje powiększone 412 razy. Średnica wgniecenia zmierzona twardościomierzem ultradźwiękowym wynosi 0,026mm. Średnica wgniecenia zmierzona twardościomierzem Rockwella wynosi 0,484 mm. Stosowanie twardościomierza ultradźwiękowego nie ma wpływu na późniejszy montaż i użytkowanie urządzenia, nie ma też potrzeby martwić się o złomowanie produktu po badaniu twardości. Można go stosować do badania twardości na miejscu dużych partii i dużych gotowych detali.
Wysoka precyzja i dobra stabilność
Twardościomierz ultradźwiękowy wykorzystuje niewielką siłę testową obciążenia i może przetestować twardość wałka karbującego bez uszkadzania przedmiotu obrabianego po kalibracji, skutecznie zapewniając jakość produkcji produktu.
