切削刃硬度测试

对制成品的检验主要已成为保证产品满足日益苛刻的规格要求的标准做法。在某些情况下,这可能意味着长期建立的质量控制方法将不得不被推向其极限。一个例子是钢的热处理。硬度测试用于检验热处理已有100多年的历史。

随着技术的发展越来越精细,应用越来越具体,测试方法也随着技术的发展而进一步发展。在竞争激烈的切削刀片行业中,为了保留刀刃,刀片必须有合适的硬度,而过度硬化会导致脆性失效。当淬硬材料进行磨削时,余热可欧洲杯足球竞彩能会改变其微观组织,并使刀刃变软。

通过设计,叶片质量最小,因此在最终精整过程中的余热控制也很重要。因此,准确的硬度测试对于保证产品的高质量是很重要的。测试切割刀片的硬度变得很有趣,因为必须制造凹痕,然后利用低负荷和相应的小凹痕精确测量。这需要适当的试样准备和仔细使用硬度测试设备。2020欧洲杯下注官网本文综述了金相准备和显微硬度测试的应用指南;即使这些原理适用于任何硬质材料的维氏测试。

挑战

在开始试样制备之前,选择适合试样材料和预期硬度的方法非常重要。对于叶片示例,预期维氏硬度(HV)值可能高于700 HV,并可延伸至1200 HV范围。对于此类硬化零件,必须在保持平边的同时安装、研磨并抛光检验样品。平整度对于获得有效的对称硬度压痕至关重要,因为试样中的圆角或倾斜可能导致测量中的重大误差。

ASTM-E-92努维氏硬度测试标准规定,任何压痕距任何边或其他压痕的对角线尺寸应为2.5倍。因此,在叶尖附近放置缩进需要低负荷,因此预期的缩进对角线将非常小,即4到5 μm对角线长度。用这样小的缩进尺寸,精确测量将是极其困难的,如果硬度计没有高倍物镜。即使使用100倍物镜,使用目镜手动测量如此小的凹痕也可能会因操作员而异。这些因素影响硬度试验结果的再现性和重复性。

金相制备

深入研究试样制备,可以大大减少试样硬度测试的准备时间。使用高精度切片锯可以使切片非常接近感兴趣的区域,而不会有试样损坏或加热的风险。立方氮化硼叶片是更理想的铁材料,而不是金刚石,即使它可能在一些机器上使用磨料叶片。欧洲杯足球竞彩

切口应远离硬度试验平面,并考虑到研磨和抛光去除的预期厚度以及切割刀片的厚度。通常,由于切片过程中产生的损坏较少,因此需要较少的研磨(粗磨粒);反过来,这又降低了损害感兴趣区域的风险。

当切割刀片或其他具有高纵横比的试样材料时,最好将几个刀片样品安装在一起。欧洲杯足球竞彩这可以更有效,也有多个标本将保持更稳定的准备期间,并帮助保持平坦。使用支撑夹是一个很好的方法来保持样品垂直于安装的底部平面。安装材料的选择应具有保持最佳边缘的特点-低收缩和高硬度。有两种安装方式可供选择:浇注安装或热压缩安装。如果采用浇注式安装,最好选用硬质、低收缩的亚克力材料,如VariDur 3003。如果采用压缩安装工艺,最好选用细粒、坚硬、矿物填充的环氧材料,如环氧树脂F。

安装前,必须清洁并干燥样品;不这样做会导致安装材料和试样之间的收缩间隙。收缩间隙防止试样边缘在制备过程中受到支撑,从而导致边缘圆整,同时也是研磨和抛光过程中收集和分散污染物的场所。

使用半自动研磨机/抛光机可使制备过程具有更强的重复性和一致性。为了使试样尽可能平整,建议使用金刚石研磨盘(DGD)和无绒毛布。采用中心力磨削,使平面度最大化,保证磨削均匀。在制备极硬材料时,最重要的是尽量减少对软表面的抛光时间;否则将导致边缘圆角。抛光步骤应该优化,而不是过度。如果在最后一个阶段后完成的效果还不够好,建议返回并重复之前的阶段,而不是抛光。

所采用的抛光路线如下表1所示。使用一系列Apex DGD研磨盘将样品平面化,并连续减少划痕。金刚石圆盘在保持平整度方面远远优于碳化硅纸。选用用于3 μm金刚石的TriDent布和用于0.05 μm最后抛光步骤的ChemoMet,以获得最佳的样品平整度。

研磨/抛光,高硬度铁材料
一步不。 表面 磨料 润滑剂/延长剂
(每个标本)
时间
(分:秒)
滚筒速度
(转/分)
头速度
(转/分)
旋转
1. DGD黄色 35μm
钻石
8磅 整平机 250 60 >>
2. DGD白 15μm
钻石
8磅 05:00 250 60 >>
3. 三叉戟 3μm
钻石
- 8磅 04:00 150 60 >>
4. 化学计量 0.05μm
氧化铝
8磅 02:00 130 60 >>

>>Comp•最后15-20秒用水冲洗压板*1.25“安装,按试样安装直径确定的刻度负载*表1:金相制备方法

显微硬度测试

选择正确的设置显微硬度测试对切割刀片试样是至关重要的。适当的系统配置也很重要。在进行低负荷显微硬度测试时,测试仪应与环境振动隔离。如果振动是一个问题,可能会发生不准确的负载应用。考虑到试验区域仅限于叶尖,重复压痕可能需要重新制备试件。因此,在叶尖处的缩进没有留下错误的空间。

硬度计必须在低负荷下准确且可重复。称重传感器测试仪允许高度精确地施加负载,而落锤测试仪可能会受到轻微过载的影响。无论选择哪种类型的测试仪,测试仪都必须可重复、准确且符合要求。

测量低负荷压痕时,必须使用100倍的目标。ASTM E92解决了由于各种可能的测量误差而造成和测量小于20μm压痕的固有困难。当达到光学分辨率极限时,通过目镜在100倍下测量4μm大小的压痕时,10%的误差(0.4μm)可能并不少见。由于增强了可见度,在监视器上进行的测量提高了准确性,并且比通过丝状目镜进行的测量更具可重复性。当对角线尺寸降至4μm时,数字图像使测量如此小的压痕变得更容易。数字放大选项将进一步提高测量精度和重复性。

目前的自动硬度系统采用计算机和综合软件控制硬度计。它是一个智能测试仪,使用复杂的测量算法,以捕捉缩进的图像,并自动测量其对角线长度。自动测量允许快速,准确和可重复的结果,并将转换测量对角线直接到硬度值,而不需要操作员进行任何计算或使用查找表。所有这些函数。大大有助于减少操作之间的误差和方差。

测试器必须能够定位并在指定的点上放置缩进。一个自动测试器将允许在指定的位置编写带有多个压痕的硬度遍历程序。更智能的软件系统允许标本跟踪和缩进放置在已开发的模板。对于大批量质量验证测试,多样品测试可大大减少测试操作时间。对自动硬度测试的时间研究表明,与手动测试相比,自动硬度测试可节省80%以上的时间。当然,测试过程会因每种情况而不同;然而,实际节省的时间通常是显著的。

显微硬度缩进

图1。在距刀尖26µm处的HV10gf 747刀尖上进行显微硬度压痕。测试仪:带DiaMet软件的VH3300自动硬度计。

图片来源:比勒

总结

切割刀片的质量评估有其挑战,但这些挑战是可以克服的。技术和对样品制备细节的关注是成功的关键因素。使试样平整,无边缘圆整,可使压痕位于叶尖附近。使用全自动或半自动研磨机/抛光机将提供可复制、均匀的试样。

采用集成软件系统和高质量光学仪器的自动硬度计是另一个关键因素。它们减少了不同运算符之间的运算符误差和方差。自动测量压痕准确、快速;缩进位置是精确和可重复的。总硬度测试时间明显缩短。

比勒

这些信息已经从比勒提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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引用

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  • 美国心理学协会

    布勒。(2021年2月1日)。尖端硬度测试。亚速姆。于2021年10月13日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=14764.

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    比勒。“切削刃硬度测试”。AZoM.2021年10月13日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=14764 >。

  • 芝加哥

    布勒。“尖端硬度测试”。亚速姆。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=14764. (查阅日期:2021年10月13日)。

  • 哈佛大学

    比勒》2021。切削刃硬度测试. 亚速姆,2021年10月13日查看,//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=14764.

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