現代硬度測試設備的新功能拓展

最新 06-27

近年來，隨著製造業飛速發展，對產品質量的要求不斷提高，硬度測試作為評定金屬材料力學性能最常用的技術，在數值檢測準確性、自動化程度和操作便捷性等方面要求也不斷提高，對硬度檢測提出更高的技術標準要求，對硬度檢測設備的功能配置要求也相應越來越高。

本文擬對硬度計在上述諸方面的功能拓展作一簡要介紹，供有關檢測人員參考。

硬度法檢測硬化層技術的性能拓展

表面熱處理技術是汽車等重要機械零部件最常用的強化技術，常用表面熱處理強化技術有滲碳、滲氮、碳氮共滲、表面感應淬火等。

硬度法檢測硬化層技術包括表面硬度檢測、滲層硬度梯度檢測和硬化層深度測量等內容，檢測標準規定對測試結果準確性要求高。

對零部件生產廠商而言，測試樣品數量大，因此，準確、快速和高效地完成硬化層檢測是硬度檢測設備功能改進的重要內容。

1.全景相機低倍大視場和超大視場掃描拼接功能

當使用硬度法測試滲層厚度時，須快速、精準地找到起始點的位置。普通硬度計由於視野局限，往往要花費很長時間；而配備了全景相機的硬度計則可一目了然地、快速地找到硬度測試起始點的位置，實現快速、精準的定位（見圖1）。

圖1 某進口品牌硬度計全景相機功能

對於一些全景相機也無法涵蓋的超大樣品或一些複雜形狀樣品，具有掃描拼接功能的硬度計是一個不錯的選擇（見圖2）。對於此類零件進行硬度測試時，測試點的位置多而複雜，如果無法看到樣品全貌，定位測試點將是一個非常耗時間的操作，此時可以通過分區掃描拼接功能方便地獲得樣品全貌圖像，見圖3，從而輕鬆定位測試位置，大大提高工作效率。

圖2 掃描拼接圖片示意圖

圖3 經掃描拼接的焊接頭金相照片

2.1000萬像素彩色全景攝像頭

配備1000萬像素攝像頭的高端硬度計，可提供更多的樣品細節信息（見圖4、5）。

圖4 黑白和彩色全景照片對比圖

圖5 1.3M像素和10M像素視場圖像效果對比示意圖

3.歸一化處理基體硬度的滲氮層測試功能

根據GB/T 11354，滲氮層深度為從試樣表面測至基體維氏硬度值高50HV處的垂直距離。但是因為顯微硬度值在高倍視場下小載荷測試獲得，與常規的布氏硬度和洛氏硬度測試值比較顯微組織差異影響大，硬度讀數偏差較大。同一樣品多個部位測試顯微硬度梯度曲線時，不同基體硬度讀數對準確有效判別樣品整體滲層深度帶來困惑。

一些新型硬度計附加功能可以在基體處（至少大於三倍滲層深度）測得多點硬度值，通過統計歸一化處理獲得基體硬度的平均值作為所有滲氮層測試曲線的基體硬度，可以排除輕載荷測試值誤差，因此在多條不同氮化層硬度測試線上，讀出滲層深度數值可靠，可以進行相對比較。詳見圖6。

當然，每條滲氮層測試線也可以使用各自的基體硬度值，以滿足不同的測試要求。