想要改進加工工藝,鋁合金製品巴氏硬度如何檢測?
上海某新材料集團準備研究一款新型的鋁合金產品。由於涉及到工藝引數的質量控制問題,他們需要對其材料的硬度進行精準把控。巴氏硬度檢測方法是檢測軟質金屬硬度的重要方法,也是目前國際組織之間較為認可的檢測方法。該集團負責人找到我們時想以技術諮詢的合作方式,要求我們制定一套完整的金屬材料的巴氏硬度檢測方案。由於該方案具有典型的普遍性,我們在此拿出來與大家分享一下。
一、瞭解檢測需求
在充分溝通以後,我們瞭解到該集團對金屬材料的巴氏硬度測定方法不甚瞭解。之前他們的技術工程師一直都是參考的
GB/T 3854
規定的方法來檢測,不過
GB/T 3854
規定的增強塑膠材料的檢測方法,在硬度計的校準問題上總是不能達到他們的要求。此外,他們還需要透過間接檢驗的方式,對金屬量值溯源,也就是可以根據
GB/T 4340。 3—2012
中第
5
章的規定,採用標準塊在標準維氏硬度機上先標定出其維氏硬度值(
HV
) , 然後再透過換算表,計算出巴氏硬度值(
HBa
) 。
二、參考資料分析
其實,巴氏硬度確實在玻璃鋼產品檢測中較為常見。因此目前可供參考的國家標準也只有
GB/T 3854-2005
《纖維增強塑膠巴氏
(
巴柯爾
)
硬度試驗方法》一項標準,但是該標準主要是用來測定類似玻璃鋼製品的增強塑膠的巴氏硬度。雖然規定了非增強塑膠及其製品也可參考該標準執行,但是如果巴氏硬度少於
20
的材料則不適用該標準。
三、問題難點分析
根據該集團的需求,我們梳理總結到了三點:
1。
鋁合金等金屬材料的巴氏硬度沒有明確參考標準。
2。
鋁合金採用硬度計直接測定方法,硬度計如何檢驗及校準?
3。
採用間接維氏硬度換算巴氏硬度,應該如何檢測?
四、解決方案
1。
對於鋁合金等軟質金屬材料的巴氏硬度測定方法,直接檢驗的話,可供參考還是要以
GB/T 3854
給出的方法作為參考。間接檢驗可以參考
GB/T 4340。 3
的給出的方法進行檢測。
2。
巴氏硬度直接檢驗時,溫度要求一般需要在(
10~35
)
℃
之間進行。重點的硬度計檢測及校準方案如下
(1)檢測方案
檢測前,硬度計調校法方法如下:
a)
施加試驗力時,壓針的移動靈活,無摩擦及卡滯現象;
b)
模擬式指示裝置的指標靈敏,無跳動和卡滯現象,數字式指示裝置的顯示清晰、完整、連續和穩定;
c)
壓針尖端位於壓針筒小孔的中心,無目視可見的偏移;
d)
將硬度計放置在磨平的鋼板上,平穩地對機架施加壓力,將壓針伸出部分全部壓入壓針筒內,
使壓針筒底面緊壓在鋼板上時,壓針筒底面與鋼板之間無可見的光隙。
(2)校準方案
a)
鋼板:校準的專案主要是測量範圍上限值,要求為寸為(
150×150×10
)
mm
, 試驗面的平面度不大於
0。01 mm
, 試驗面的表面粗糙度不大於
0。3 μm
, 硬度值不低於
60 HRC
。
b)
數顯千分尺、 專用夾具:校準的專案為測量指示裝置。要求為測量範圍(
0
~
25
)
mm
;分度值不大於
0。001 mm
。
c)
工具顯微鏡:校準的專案為壓針圓錐角和壓針頂端平面直徑。要求為測角最大允許誤差:
±1′
;測長最大允許誤差:
±5μm
。
d)
表面粗糙度比較樣塊:校準的專案為壓針表面粗糙度 ,要求為實測值與標稱值的最大允許偏差:
+12%
~
-
17%
e)
維氏硬度計
( HV1) :
校準的專案為壓針硬,要求為硬度示值最大允許誤差:
±5%
d)
標準巴氏硬度塊
:
校準的專案為硬度計示值誤差及示值重複性,要求為如下表
3。
巴氏硬度間接換算法理論上需要在完成直接檢驗以後才能進行,而且間接檢驗週期不應該超過
12
個月。間接檢驗的重點就是標準塊的製造以及換算表,具體介紹如下
(1)標準塊
間接檢驗用的標準塊,必須要求具有均質性、
組織穩定性和硬度的均勻性。這裡分兩點,一點是標準塊要滿足貴的幾何尺寸及技術要求,第二點是標準塊要滿足硬度範圍和硬度均勻度的要求。
a)
幾何尺寸及技術要求
b)
硬度範圍和硬度均勻度
(2)換算表
上面,我們也說了,採用維氏硬度間接檢驗方法依據
GB/T 4340。 3—2012
中第
5
章的規定檢測即可。其中最關鍵的換算表,具體參考如下
六、方案反饋
目前,金屬材料巴氏硬度的測定難點主要集中在硬度計的檢測及校準,標準塊標定這兩點問題上。該方案很好的將這兩個問題進行了闡明。客戶在收到方案時,也表示極度認可。