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怎么用手持式硬度计对活塞环硬度准确测量

文章来源: http://www.shouchishiyingduji.com      2017-8-15 7:57:58      点击:
活塞环手持式硬度计的准确测量2
一般小于10μm之薄膜硬度测定值受到下列因素影响:一是受过渡层的影响较大。为加强膜基界面结合强度,提高表面硬度测定值,并在磨损过程中给予薄 膜强有力的支承,在工艺上采用过渡层,例如活塞环陶瓷薄膜常用氮化、镀铬;TiN金属陶瓷环常用氮化、纯Ti层、Ni-W等作过渡层。由于显微硬度测定值 是薄膜、界面、基体硬度的综合反映,所以有无过渡层、过渡层本身的硬度、弹性模量作为界面和基体一样直接影响到表面硬度的测定,十分明显,比基体硬度高的 过渡层,将提高表面硬度的测定值;二是薄膜本身硬度、弹性模量、厚度及表面粗糙度影响;三是界面层的强度、弹性模量及膜基界面结合强度;四是试验手段,如 载荷、压头形状等。
上述中对PVD薄膜显微硬度影响工艺因素,首先是适当的负偏压和真空度对膜层组织结构和性能有重要影响。例如Ti2N比TiN有更高的硬度和耐磨 性,形成适量Ti2N需要适当的负偏压和真空度。其次在动态参数控制下沉积的膜层形态表现为层状分布特征,膜层具有较高的致密性、显微硬度及良好的耐磨 性。
对复合分散镀表面硬度影响工艺因素与基质、分散粒子及其加入量、热处理有关。例如硬度值高的SiC(2500HV)就容易得到较高的表面硬度 值;N-P复合镀经400℃热处理就得到较高的镀层硬度。 应指出对小于10μm的薄膜表面处理层,不能单用显微硬度来表示耐磨性能,因为薄膜的组成、结 构、性能不同,特别对其中具有自润滑性能的,它不一定具有高的显微硬度,但有良好的耐磨减磨性能。对表面硬度而言,它仍有一个适合的范围,这一适合的范围 正是我们要探求的。
测定环硬度操作应注意事项
1 试样(特别是毛坯)应加工到成品高度及应有的表面粗糙度。
对铸铁环一般小环(环直径小于70)的毛坯环高常为3mm,而成品高为≤1.5mm,部分工厂常对试样高度磨至大于1.5mm,有时达2mm多,这 样使测出的硬度值往往高出0.5~1个单位。环样表面不能有粗车刀纹,其表面粗糙度应为Ra0.8μm,否则,测试结果会不准确。
一般对钢质环维氏硬度试样表面粗糙度要求Ra0.4μm以下;沧州欧谱钢质环成品的表面粗糙度要求在Ra0.2μm以下。
2 被测活塞环试样的基准面(环样的下侧面)在工作台上要稳实放置并保证试验中试样不产生位移,为此环样不能挠曲或部分架空,基准面不能有毛刺,此面与工作台面应清洁且无其它污物(氧化皮、油脂、灰尘等)。
3 使压头与试样表面接触,垂直于试验面施加试验力,加力过程中不应有冲击和振动,直至将试验力施加至规定值。洛氏硬度压力类型、所加载荷及经常测量活塞环的范围参见表1。
说明:由于铸铁活塞环广泛使用HRB测定,其实际测定范围已超出其常规测量的25~100范围。 测定维氏硬度时必须在要求的试验力范围内施加规定 的试验力,其试验力从5~100kgf(约50~1000N)范围内变化,应根据要求进行选择。对氮化钢质活塞环,由于渗氮层很薄,通常用维氏硬度计 (HV)进行测量时,选择试验力应根据渗氮层深度进行选择。
经过表面处理的钢质活塞环,毛坯一般选用维氏硬度5kgf(49.03N)试验力;成品钢质环选用小负荷维氏硬度0.2kgf(1.961N)试验力。测量薄膜一般加载用HV0.1、HV1.0、HV0.050三种之一.
测试维氏硬度时,从加试验力开始至全部试验力施加完毕时间应在2~10s之间。对于小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验,压实下降速度应不大于0.2mm/s,试验力保持为10~15s。对于特殊材料,试验力保持时间可以延长,但误差在±2s之内。
4 整体铸铁油环不宜测定硬度值,因为油槽油孔的结构,导致不能准确测出硬度值。对于环高低于1.5mm的铸铁环,测量硬度的工作台面中心不能有凹坑,如有凹 坑则测量时应添加一定刚度的垫片,将环样放置在垫片上测试(垫片应有较好的平行度,其表面粗糙度在Ra0.8μm以下),否则测定的硬度值会偏低,可能低 1~2个HRB单位,甚至环被压断。
5 布氏硬度超过350HB时,钢球的硬质合金球测得的结果,可能有明显不同,因此测定位于350~450HB的布氏硬度应注明所用压头;
6 在整个试验期间,硬度计应避免受到冲击和振动。硬度计在受震状态,指针震动时不能测量硬度值;
7 拆洗硬度计或在维护硬度计加油后,应让硬度计运转多次后并经二级标准硬度试块测定,测得标块硬度值在±1个硬度单位范围内才可正式测量。一般每天上班测的第一点硬度值不能正式计数;更换压头(例如换钢珠)测试的前三点不能正式计数,往后测得的测定值才正式计数。
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