超聲波硬度檢測瓦楞輥硬度解決方案

一、測試試樣和要求：

測試試樣：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(jiàn)注①）

試樣厚度：0.5mm以上。

測試要求：測試表面硬度，測試前會(huì )稍微機加或者磨平。

使用設備：電動(dòng)超聲硬度計SU-300M

二、測試難點(diǎn)：

臺式硬度計因其比較重，只能放在實(shí)驗室、車(chē)間固定場(chǎng)所使用。而需要測量瓦楞輥種類(lèi)較多，工件較大，使用臺氏維氏硬度測量需要先切割后才能測試，對操作者要求高、效率低。臺氏洛氏和布氏硬度計采用宏觀(guān)測量壓力大，壓頭球徑大，測試后試樣會(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力，操作時(shí)間長(cháng)。使用臺式硬度計測試后試樣還需要再加工處理或將試樣報廢。因此臺氏硬度計不適用于批量檢測、大型工件現場(chǎng)檢測及無(wú)損檢測。

便攜里氏硬度計采用沖擊原理，通過(guò)回彈的速度與沖擊速度的比值計算硬度值。因里氏硬度計對測量工件的大小、重量和粗糙度要求較高，只能測量大型和中型工件（理論要求5kg)，不能測量較小工件、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(wú)法用里氏硬度計測試瓦楞輥的硬度。

客戶(hù)希望能找到一種高效、無(wú)損的硬度測量方法進(jìn)行快速測量和篩選。

超聲波硬度計與臺氏布、洛、維硬度計在同一試樣上測試，用顯微鏡放大后壓痕對比圖

三、解決方案:

根據當前的測量難點(diǎn)，我們推薦使用超聲硬度計對試樣進(jìn)行測量。

超聲硬度計工作原理

超聲接觸阻抗法。因其方便攜帶、測試速度快、無(wú)損、應用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年被大量使用，成為重要、可靠的硬度檢驗方法之一。

超聲接觸阻抗法是一種非直接測量壓痕的動(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)桿受到激勵做縱向超聲振動(dòng),用一定的試驗力將壓頭壓入試驗表面,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的有效彈性模量成函數關(guān)系,硬度值由頻率變化量得到。

超聲硬度計通常包括5個(gè)部分:探頭(見(jiàn)圖3)、激振裝置、振動(dòng)檢測裝置、數據處理電路和硬度指示裝置。

與傳統的臺氏硬度計相比，超聲波具有其du特的優(yōu)點(diǎn)：

1.測試速度快、效率高

傳統洛氏硬度計、布氏硬度計、維氏硬度計需要對工件加載一定力值后卸載及保荷后測量工件壓痕深度、直徑、對角線(xiàn)，測試一個(gè)工件需要時(shí)間約30~50秒。

而超聲硬度計采用電子測量法，超聲測頭傳感器通過(guò)超聲頻率的變化來(lái)測量，測試一個(gè)工件只需要3~5秒，效率提高了10倍以上。

2.便于攜帶、現場(chǎng)測量

使用洛氏硬度計、布氏硬度計、維氏硬度計檢測硬度，需要先將工件切小后檢測。

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

3.對工件無(wú)損檢測

傳統臺氏洛氏和布氏測量采用宏觀(guān)測方法壓痕較大。

超聲硬度計采用小負荷的超聲測頭，測量后不會(huì )留下明顯可見(jiàn)的壓痕，因為適用于對表面要求較高的需要無(wú)損檢測的用戶(hù)。使用超聲波和洛氏硬度計在同一試樣上測試（圖4），將測試壓痕放大412倍超聲硬度計測量后壓痕直徑是0.026mm，測量洛氏硬度計測量后壓痕直徑0.484mm，使用用超聲硬度計測量后不影響用戶(hù)后續的裝配使用，不用擔心硬度檢測后造成產(chǎn)品報廢的問(wèn)題，可用于大批量和大型成品工件的現場(chǎng)硬度檢測。

4.精度高、穩定性好

超聲波硬度計采用小負荷的試驗力，可以在標定后，不損壞工件的前提下對瓦楞輥的硬度進(jìn)行測試，有效保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

四、測試現場(chǎng):

在客戶(hù)現場(chǎng)測試瓦楞輥的硬度（瓦欏輥刀紋很粗，使用打磨機拋后測量）

產(chǎn)品特點(diǎn)：

精度高：測試精度可達HV: ±3% HV，HR:±1.5HR，HB: ±3%HB;

壓痕?。喝庋蹮o(wú)法直接觀(guān)測，需要用高倍金相顯微鏡才能發(fā)現;

速度快：測試結果在6秒內輸出，比顯微硬度計效率提高了20倍;

大屏幕：3.2″的彩色屏幕上直接顯示當前測量值、最大值、最小值、平均值和硬度轉換值;

操作簡(jiǎn)便：只需輕輕一鍵操作，就可快速出測試結果;

無(wú)線(xiàn)打?。褐С譄o(wú)線(xiàn)藍牙打印和數據傳輸