国外先进的用于生产过程控制的硬度计及其新技术简介

　　随着产品质量的不断提高,生产过程的质量控制越来越重要。在众多控制的项目中,硬度的测试如同探伤等项目一样,也是不可缺少的重要环节。硬度的检验,不仅可以反映材料的力学性能的状况,同时,也能反映材料的组织状况等通常无法直接快速测试的重要指标。

　　对于金属材料,硬度的测试主要有如下几个标准:布氏标准,洛氏标准,维氏标准,努氏标准,里氏标准和肖氏标准。

　　在生产实际中,作为计量试验室,主要采用布氏、洛氏、维氏、努氏标准这四个硬度标尺。而对于生产过程控制来说,主要采用布氏、洛氏、里氏和肖氏硬度。原因是布氏压痕硬度的方法对工件表面状况要求低,适应性广;而洛氏硬度测试可以实现直接数显,人为测量误差小;里氏和肖氏都是动载荷的仪器,尤其是里氏硬度计,可以被设计成体积小巧,便于携带,直接数显的硬度计。

　　作为过程控制的硬度计,同试验室所使用的硬度计相比,除了同样要求达到GB或者ISO标准对硬度计示值误差和示值重复性的指标外,更要求其具有以下的特点:

　　1)速度快

　　2)抗干扰能力强

　　3)安全性好

　　目前国内生产的可以作为过程控制使用的硬度计,尚不具备以上三个的特点,并且都有一些当前还无法克服的缺陷。具体分析如下:

　　首先,关于国产的布氏硬度计,目前有便携的和台式的及门式的三种。

　　1)国产的捶击式布氏硬度计,便于携带,使用方便,但它受标准试条本身的稳定性的影响,误差较大,效果不好。

　　2)台式硬度计的测试稳定性较好,但是速度慢、效率低,满足不了大批量的产品测试。同时,由于需要采用光学仪器进行测量,人为的影响因素较大。

　　3)门式的硬度计同样也存在速度慢、抗干扰能力差等缺点。同时,它还受到载荷单一、液压系统耐用性不好等的影响,使用的领域很窄。

　　再看国产的洛氏硬度计。国产的静载荷洛氏硬度计只有台式机一种。一般都实现了直接数显。但是,由于其载荷较小(最大为150 kg),对工件的表面的要求就非常严格。同时,由于其需要进行初载荷和工作载荷两个步骤的施加,所以其试验速度也较慢。此外,国产硬度计本身具有的安全保障功能不够,故目前国产的洛氏硬度计不大适合大批量的产品进行过程硬度检验。

　　里氏硬度计虽然是直接数显,使用也很方便,但它面临两个问题。第一是标准问题。我国承认里氏标准,ISO却没有这个标准,欧共体也不承认这个标准。第二是稳定性的问题。由于它采用动态载荷,冲击体较小,所以受到的影响因素较多,从而导致测试结果的稳定性不好。