小薄零件的硬度测试

　　在新、老桑塔纳仪表零件的测试过程中,经常碰到一些小薄零件的硬度测试,其中梳形弹簧最为典型。它在桑塔纳里程表中起着限止、定位作用。梳形弹簧具有硬度高(HRC54～57)和厚度薄(0.18～0.20mm)的特点,在测试过程中易受工作台面的影响,测试的结果经常发生争议,过高的硬度使其变脆易断裂,过低的硬度使其变软,里程表不能复零,经过多次反复实践,推行“倒算法”合理选择测量负荷档,为用户迅速提供准确的数据。

　　1　硬度测试原理

　　以一定形状的坚硬物体在一定负荷的作用下,以规定的速度压入被测试件表面,并保持一段时间后卸除负荷,然后测试所得压痕的大小,以压痕尺寸代入公式或查得出对应的硬度值。

　　2　“倒算法”依据

　　在硬度测试中,试件必须有一定的厚度,测试后,在试件背面出现变形的痕迹,这表明负荷已将试件击穿后加荷在工作台面上,此时所测得硬度值不能代表试件本身的硬度,每次测试后,在压痕周围形成一个加工硬化区域,这种变形区域的影响约为压痕深度的10倍,因此,试件的厚度必须大于压痕深度的10倍。

　　所谓“倒算法”即:根据梳形弹簧技术要求硬度HRC54～57,算出其压痕深度,如果梳形弹簧的实际厚度(指磨掉镀层、氧化层以后的测试厚度)大于10倍的压痕深度,或者说压痕深度小于1/10试件厚度,那么在这种测量负荷档下所测得硬度值有效,反之无效。

　　公司现有HD9-45型表面洛氏、维氏硬度计和HVs-1000型显微硬度计,根据“倒算法”现将二台硬度计各测量负荷档算得的压痕深度和梳形弹簧实际厚度列于表1。

　　从表1可以看出HD9-45型表面洛氏、维氏光学硬度计各负荷档下测得压痕深度大于1/10梳形弹簧厚度,因此该硬度计不适合测试梳形弹簧硬度。同样HVs-1000型显微硬度计中9.8N、4.9N、1.96N这三档也不适合,其余的都可以,根据硬度计算公式

　　由式(2)可见,为了尽量减少由于负荷的一定误差而引起的试验结果的误差,应在允许范围内尽可能选用较大负荷。因此,在HVs-1000型其余可以测量的负荷档中应选用0.98N负荷档,作为测量本公司梳形弹簧的最佳负荷档。

　　采用“倒算法”合理选择测量负荷档,不但提高小薄零件高硬度值的测试效率,而且杜绝了因零件的硬度误差而造成的桑塔纳仪表质量误差,大大降低了仪表零件的报废率,同时在本公司801-NS大、小导电脚等小薄零件低硬度值测试中,这种方法得到实际应用。