超聲波硬度檢測(cè)瓦楞輥硬度解決方案

一、測(cè)試試樣和要求：

測(cè)試試樣：瓦楞輥（圖1）（注①）

試樣材質(zhì)：鋼材

表面處理：激光熔覆 （注②）

試樣硬度：50HRC~60HRC，瓦楞輥齒面硬度在HRC55-60，可以避免裂紋（詳見注①）

試樣厚度：0.5mm以上。

測(cè)試要求：測(cè)試表面硬度，測(cè)試前會(huì)稍微機(jī)加或者磨平。

使用設(shè)備：電動(dòng)超聲硬度計(jì)SU-300M

二、測(cè)試難點(diǎn)：

臺(tái)式硬度計(jì)因其比較重，只能放在實(shí)驗(yàn)室、車間固定場(chǎng)所使用。而需要測(cè)量瓦楞輥種類較多，工件較大，使用臺(tái)氏維氏硬度測(cè)量需要先切割后才能測(cè)試，對(duì)操作者要求高、效率低。臺(tái)氏洛氏和布氏硬度計(jì)采用宏觀測(cè)量壓力大，壓頭球徑大，測(cè)試后試樣會(huì)留下明顯壓痕（圖2）。不同軟硬材料試樣要選擇和更換壓頭及檢測(cè)力，操作時(shí)間長(zhǎng)。使用臺(tái)式硬度計(jì)測(cè)試后試樣還需要再加工處理或?qū)⒃嚇訄?bào)廢。因此臺(tái)氏硬度計(jì)不適用于批量檢測(cè)、大型工件現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及無損檢測(cè)。

便攜里氏硬度計(jì)采用沖擊原理，通過回彈的速度與沖擊速度的比值計(jì)算硬度值。因里氏硬度計(jì)對(duì)測(cè)量工件的大小、重量和粗糙度要求較高，只能測(cè)量大型和中型工件（理論要求5kg)，不能測(cè)量較小工件、薄工件（包括電鉻層、噴涂層、氮化層等工件表面的硬度），因此也無法用里氏硬度計(jì)測(cè)試瓦楞輥的硬度。

客戶希望能找到一種高效、無損的硬度測(cè)量方法進(jìn)行快速測(cè)量和篩選。

超聲波硬度計(jì)與臺(tái)氏布、洛、維硬度計(jì)在同一試樣上測(cè)試，用顯微鏡放大后壓痕對(duì)比圖

三、解決方案:

根據(jù)當(dāng)前的測(cè)量難點(diǎn)，我們推薦使用超聲硬度計(jì)對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)量。

超聲硬度計(jì)工作原理

超聲接觸阻抗法。因其方便攜帶、測(cè)試速度快、無損、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年被大量使用，成為重要、可靠的硬度檢驗(yàn)方法之一。

超聲接觸阻抗法是一種非直接測(cè)量壓痕的動(dòng)態(tài)壓入法。端部鑲有特定壓頭(如正四棱錐體金剛石 壓頭)的振動(dòng)桿受到激勵(lì)做縱向超聲振動(dòng),用一定的試驗(yàn)力將壓頭壓入試驗(yàn)表面,振動(dòng)桿的縱向振動(dòng)將 受到阻抗,諧振頻率發(fā)生變化。其變化量與壓痕表面積和系統(tǒng)的有效彈性模量成函數(shù)關(guān)系,硬度值由頻率變化量得到。

超聲硬度計(jì)通常包括5個(gè)部分:探頭(見圖3)、激振裝置、振動(dòng)檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)處理電路和硬度指示裝置。

與傳統(tǒng)的臺(tái)氏硬度計(jì)相比，超聲波具有其du特的優(yōu)點(diǎn)：

1.測(cè)試速度快、效率高

傳統(tǒng)洛氏硬度計(jì)、布氏硬度計(jì)、維氏硬度計(jì)需要對(duì)工件加載一定力值后卸載及保荷后測(cè)量工件壓痕深度、直徑、對(duì)角線，測(cè)試一個(gè)工件需要時(shí)間約30~50秒。

而超聲硬度計(jì)采用電子測(cè)量法，超聲測(cè)頭傳感器通過超聲頻率的變化來測(cè)量，測(cè)試一個(gè)工件只需要3~5秒，效率提高了10倍以上。

2.便于攜帶、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

使用洛氏硬度計(jì)、布氏硬度計(jì)、維氏硬度計(jì)檢測(cè)硬度，需要先將工件切小后檢測(cè)。

超聲硬度計(jì)體積小巧，可以不損壞工件下進(jìn)行硬度檢測(cè)，適用于大型或異形工件現(xiàn)場(chǎng)硬度檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于航空、航天、工業(yè)等鄰域。

3.對(duì)工件無損檢測(cè)

傳統(tǒng)臺(tái)氏洛氏和布氏測(cè)量采用宏觀測(cè)方法壓痕較大。

超聲硬度計(jì)采用小負(fù)荷的超聲測(cè)頭，測(cè)量后不會(huì)留下明顯可見的壓痕，因?yàn)檫m用于對(duì)表面要求較高的需要無損檢測(cè)的用戶。使用超聲波和洛氏硬度計(jì)在同一試樣上測(cè)試（圖4），將測(cè)試壓痕放大412倍超聲硬度計(jì)測(cè)量后壓痕直徑是0.026mm，測(cè)量洛氏硬度計(jì)測(cè)量后壓痕直徑0.484mm，使用用超聲硬度計(jì)測(cè)量后不影響用戶后續(xù)的裝配使用，不用擔(dān)心硬度檢測(cè)后造成產(chǎn)品報(bào)廢的問題，可用于大批量和大型成品工件的現(xiàn)場(chǎng)硬度檢測(cè)。

4.精度高、穩(wěn)定性好

超聲波硬度計(jì)采用小負(fù)荷的試驗(yàn)力，可以在標(biāo)定后，不損壞工件的前提下對(duì)瓦楞輥的硬度進(jìn)行測(cè)試，有效保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

四、測(cè)試現(xiàn)場(chǎng):

在客戶現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試瓦楞輥的硬度（瓦欏輥刀紋很粗，使用打磨機(jī)拋后測(cè)量）

產(chǎn)品特點(diǎn)：

精度高：測(cè)試精度可達(dá)HV: ±3% HV，HR:±1.5HR，HB: ±3%HB;

壓痕小：肉眼無法直接觀測(cè)，需要用高倍金相顯微鏡才能發(fā)現(xiàn);

速度快：測(cè)試結(jié)果在6秒內(nèi)輸出，比顯微硬度計(jì)效率提高了20倍;

大屏幕：3.2″的彩色屏幕上直接顯示當(dāng)前測(cè)量值、最大值、最小值、平均值和硬度轉(zhuǎn)換值;

操作簡(jiǎn)便：只需輕輕一鍵操作，就可快速出測(cè)試結(jié)果;

無線打?。褐С譄o線藍(lán)牙打印和數(shù)據(jù)傳輸