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上海研潤光機科技有限公司
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上海研潤光機科技有限公司成立于2005年,是
一家以研發、生產、非標定制自動化檢測設備,
計算機軟件開發為主的高新技術企業。主導產品
光學和材料性能儀器,包括硬度計、試驗機、顯
微鏡、金相制樣、工業自動化流水線定制、非標
自動化質量控制檢驗、工業機器人、高精度光學
自準直儀、殘余應力測試、復合材料測試等設備。
 
硬度計在玻璃、陶瓷、瑪瑙等精細行業的應用

在玻璃、陶瓷、瑪瑙等精細行業,由于這些材料的固有特點,比較脆,在質量控制方面為了檢驗其是否合格,硬度測試也是比較重要的一個內容,如對光學玻璃的檢驗,國家標準就有克氏硬度測試的要求,克氏硬度簡單理解就是我們所常說的努氏硬度,但在數值的計算上是有不同的,行業標準上玻璃的克氏硬度使用的壓強單位,而我們努氏硬度計的國標使用的單位投影面積上承受的千克力來表示,二者使用的壓頭是一樣的,測試過程也一樣,這是在最后的計算上少有不同,只需要進行簡單的換算就可以;玻璃、陶瓷、瑪瑙等行業常規的在硬度測試時選擇顯微硬度計,對一些薄型可選擇努氏硬度計顯微硬度計努氏硬度計主要區別就是壓頭,維氏硬度計使用的是136度正四棱錐金剛石壓頭,努氏使用的172.5度和130度對角線交角的金剛石壓頭,主要一樣,在同一材料上測試時,努氏壓頭壓入試樣的深度只有維氏硬度計壓入深度約64%,壓入試樣的深度淺,保證了薄而脆的材料不容易脆裂;而努氏壓痕的長對角線長度則是維氏硬度計壓痕對角線的約2.77倍,在對角線的測試方面人眼引進的誤差相對少,盡管努氏硬度計維氏硬度計有這些好處,但努氏硬度計在計算數值時,只測量長對角線,而維氏硬度計時測2次對角線測平均值,這些就造成了努氏硬度計對被測材料的表面粗糙度有更高的要求,同時對機器的壓頭軸線與被測試表面垂直度有更高的要求,由于表面的光潔度要求高這個只能是客戶自行對材料進行研磨拋光,這會給客戶在使用機器時帶來一些麻煩,因此在維氏可以測試的情況下,客戶多數還是選擇維氏硬度計,目前努氏硬度計在國內使用的相對較少,但后續隨著我們制造工藝的改良,會越來越多的被使用。

硬度計橡膠、塑料行業的應用

在橡膠行業,目前檢測對原材料、成品的檢驗很多,硬度測試主要使用的邵氏硬度計,如邵氏A型是采用壓針壓入材料表面,以壓針殘余長度來反映材料的硬度,邵氏A型適合測試軟橡膠,其壓入試樣的試驗力約1Kg;邵氏C型硬度計壓頭是弧形的球壓頭,由于其壓頭與試樣測試表面接觸面大,因此作用在試樣表面的壓力小,邵氏C型硬度適合測試薄膜類產品;邵氏D型和邵氏A型相似,但邵氏D型壓入試樣所需試驗力約在5Kg左右,比邵氏A的壓力要大的多,因此邵氏D型適合測試硬橡膠
在橡膠、塑料行業,有些大型較厚的材料,要進行精確的硬度測試,就要在固定的臺式機上進行測試了,主要使用的是塑料洛氏硬度計,在一些玻璃鋼行業,主要使用的是巴氏硬度計巴氏硬度計主要適合測試硬塑料和軟金屬。

 

硬度計在電子、精密五金行業的應用

在電子行業普遍存在i電鍍這個工藝,如利用金鹽在銅箔的表面鍍上一層金,這樣在分析原材料銅的硬度時同樣要分析后鍍上來的金的硬度,這些鍍層一般都不會很厚,所以在測試時試驗力不可能很大,大的試驗力會造成鍍層在測試時壓頭打穿鍍層無法測試出真正鍍層的硬度;在精密五金行業,對材料表面的耐磨性、高溫硬性、心部的韌性都有更高的要求,這樣在工藝上會像電子行業鍍金一樣會在工件表面鍍上一層材料,這些材料多種多樣,如鍍鎳、鉻、陶瓷等,滲碳、滲氮、碳氮共滲實際上也是使碳、氮原子深入工件表面產生一層不同于心部的組織,這樣看也是和鍍層相似的,不同的時一般這些滲層是相對厚點的;目前這些工藝的大量的使用,形成的工件能否達到其既定的效果,就需要相關的檢測手段,如硬度測試鍍層厚度測試儀等,在硬度測試方面,一臺顯微硬度計是必不可少的設備,由于顯微硬度計試驗力小,最小10克力,最大一公斤,能夠很好的滿足鍍層薄試驗力要小的特點。
在電子、精密五金行業也會有大量的焊接作業,由于焊接是把二個母體用一定的固溶劑把二個母體鏈接起來,如電焊,在焊接后,木材和焊料是否達到焊接的要求,很多是在焊接部位進行硬度測試進行檢驗硬度計在這些方面的應用也越來越多。

硬度計在熱處理、研究所及大專院校行業的應用

硬度是材料宏觀的力學性能反映,在熱處理行業,為了使材料達到一定的硬度會經過一定的加工淬火工藝,如加熱到一定溫度,保溫一段時間,在進行水淬或油淬等,這些工藝完成后檢驗材料是否達到了要求,最直觀的檢驗就是硬度檢測;在研究所和各大專院校都有材料分析專業,試驗和研究不同工藝和新材料,硬度測試時非常重要的手段,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,即材料要達到一定的硬度硬度在用硬度計測試完成后,如果硬度達到了要求,那么工藝基本上沒有問題,如果硬度沒有達到要求,就可以反過來分析工藝在哪個方面有問題,如熱處理方面加熱的溫度是高了還是低了,淬火的溶液是否有問題等等,這些理論在各研究所和大專院校應用硬度計進行檢驗分析,從理論上的分析為工廠的生產提供指導。

硬度計在機械行業行業的應用

在機械行業,金屬材料的運用是非常多的,在這些材料的來料和出料檢驗方面有很多檢驗方法,包括微觀的金相檢驗分析內部組織,光譜分析設備光譜儀分光光度計 原子吸收分光光度計等分析材料的元素含量,測試材料的 力學性能 萬能試驗機測試其 屈服強度、抗拉強度等, 沖擊試驗機測試其沖擊韌性等,還有常規的 硬度測試
從這些檢測項目來說, 硬度測試是常規且快捷的手段, 硬度測試與金相檢驗相比,不需要像 金相分析需要進行取樣、 研磨拋光、腐蝕后在 顯微鏡下觀察等步驟,像 洛氏硬度計一般對測試工件的 表面粗糙度要求比較低,工件可以直接在機器進行測試,非常的快捷,同時也不會像 金相分析需要購買一套設備,一臺機器就可以進行 硬度分析,對使用人員的要求都必要低,不需要專業的培訓都可以進行測試,工作效率很高;與光譜分析設備相比,同樣不需要向光譜儀那樣要制作測試,分光光度計和原子吸收等設備要需要制作已知濃度的標準試樣,測試吸光度擬合標準曲線后在測試待測物品得到含量,在制作已知濃度的標準試樣時要用到化學方法,因此在制樣時需要有一定化學方面的人員從事作業,硬度測試沒有這些要求;與試驗機相比,也沒有制作啞鈴型標準試樣的要求;
與所有這些設備相比較,硬度計一般價格比較低廉,占用的體積小,可以在車間直接使用,同時對操作人員的要求比較低,所以硬度測試時目前在機械行業應用廣泛的檢測手段;硬度測試時主要的檢測設備是硬度計硬度計在實踐中又有很多種:
洛氏硬度計:測試的原理是用一定試驗力和壓頭壓入試樣表面,以壓入的深淺來反映材料的硬度,材料越硬壓入的越淺,國內使用較多的主要是HRC標尺,因此洛氏硬度計主要用來測試相對比較硬的材料如淬火鋼,滲碳、滲氮件、合金鋼等;
布氏硬度計:測試原理是用一定試驗力和壓頭組合得到壓入系數,測試壓痕單位表面積上承受的千克力即布氏硬度布氏硬度計使用的試驗力和壓頭都大如10mm硬質合金鋼球,試驗力3000Kg,因此測試時進行的是破壞試驗,由于壓痕大,在測試一些軟金屬和粗大晶粒的金屬,可以避免材料內部的不均勻和晶粒粗大帶來的影響,因此其測試精度相比洛氏要高;
維氏硬度計:測試原理與布氏硬度計相似,是用一定的試驗力和壓頭壓入試樣表面,測試壓痕單位表面積上承受的千克力,由于維氏硬度計所施加的試驗力比較小,一般認為是無損檢測,像顯微硬度計是測試出的壓痕在放大400倍后對對線進行測量,人的肉眼基本看不到,如材料700HV,測試壓痕直徑在51.5微米左右;同時維氏硬度計使用的正四棱錐金剛石壓頭,不會像布氏硬度計那樣在不同的試驗力和壓頭時會造成壓入試樣的壓力角不同而造成硬度值不可以直接進行比較,這些特點決定維氏硬度計在微小零部件測試方面有其優質的一點,維氏硬度計幾乎涵蓋了從很軟件到很硬的所有材料,因此維氏硬度計也是測試面最廣的。

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