我們是時代里氏硬度測試儀的首批用戶,多年來,我們用該機對發(fā)動機缸體缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿、飛輪壓蓋、瓦蓋等零件進行了數(shù)十萬次的硬度測試,其中包括質(zhì)量月檢、季檢,外協(xié)件進廠驗收,出國機內(nèi)在質(zhì)量檢查,廢品篩選等,為我廠創(chuàng)造了直接間接經(jīng)濟效益以百萬元計。通過幾年的實踐我們認為:時代公司的里氏硬度測試儀大的優(yōu)點是測試精度高、應(yīng)用范圍廣、攜帶方便、操作簡單、特別適用于工礦企業(yè)對金屬材料內(nèi)在質(zhì)量的檢測。它的另一個特點是**可靠,故障率極低,六年來,我們使用的儀器除更換過一次蓄電池外,幾乎未發(fā)生過任何故障。
在使用里氏硬度儀過程中,我們對各類工件分別用里氏和臺式標準硬度計做了大量的對比試驗,發(fā)現(xiàn)對于體積較大、質(zhì)量較重、光潔度較好、測試面為平面的工件用里氏與臺式硬度計測試,其誤差一般在國際允許的范圍內(nèi),而對于一些特殊零件,則需采取一些相應(yīng)的措施或附加一定的修正值。
1、鑄造鋁合金、缸體、缸蓋表面光潔度的影響。
我廠產(chǎn)品492 汽油機缸體缸蓋材料為鑄造鋁合金ZL104 經(jīng)淬火時效處理后,要求布式硬度≥7 0HBS 5/250/30,由于受材質(zhì)化學成份、熱處理條件等諸多因素的影響,曾出現(xiàn)過批量硬度不合格問題,如88年,因配料時含Mg 量超差,造成硬度偏低,由于合格的與不合格的混在了一起,需進行篩選。當用里氏硬度儀進行測試時,發(fā)現(xiàn)僅經(jīng)粗銑的表面硬度值很低,將其用鋁材專用銼銼光或拋光砂紙打磨后硬度值有很大提高,具體數(shù)值如下表:
硬度儀 加工方式 光法度布氏硬度值
里氏 粗銑▽4 56.3 42 50 60 65.3
里氏 銼+拋光▽6 85 80 81 90.4 94.9
臺氏布式 磨+拋光 ▽7 86.3 80.9 79.5 90.7 92.8
根據(jù)這一情況,在缸體缸蓋硬度檢測工藝上,我們規(guī)定了必須在指定位置經(jīng)精銑或鋁材專用銼+拋光后方可用里氏硬度儀測定布氏硬度值。
2、測定較小凸輪軸桃的硬度時示值偏低。
在用里氏硬度儀測定492 凸輪軸桃的硬度時,我們發(fā)現(xiàn)與標準臺式洛氏硬度計測得的數(shù)據(jù)有較大誤差,無論測定基圓還是升程直線部分,其HRC 均偏低1-3 個單位,如用里氏HRC52.5,用臺式為HRC55,凸輪軸的硬度要求為HRC55—63,當硬度偏低下限時,用里氏硬度儀測就判為不合格,拿到臺式洛氏硬度計上打?qū)嶋H是合格的,我們曾做過一次試驗,結(jié)果見下表。
桃號 里氏HRC 臺式洛氏HRC
151.155
253.256
35557.5
452.555
554.156.5
65456
757.759
854.558
我們認為造成誤差的主要原因是飛輪軸幾何形狀的影響,由于里氏硬度儀屬動態(tài)測量其原理為:沖擊體反彈速度與沖擊速度之比,雖然凸輪軸有大約3.5kg 的質(zhì)量,但由于凸輪桃較小、較薄、又是曲面,測定時影響到反彈速度,造成一定的測試誤差。當測定較大發(fā)動機凸輪軸桃時,如912,4115 機型則誤差較小,所以我們在用里氏硬度儀測定492 凸輪軸桃的硬度時,均增加HRC2 個單位。
3、測定球鐵曲軸硬度值偏低。
由于曲軸形狀復雜,重量較大,在標準臺式布氏硬度計上無法整體測試,使用里氏硬度儀使得測試曲軸硬度變得非常簡便。用里氏硬度儀測定鋼制曲軸淬火硬度和毛坯布氏硬度準確性都很高,但測定球鐵曲軸布氏硬度與經(jīng)解剖后用臺式布式硬度計測出的布氏硬度值相比,數(shù)值均偏低,我們通過10 根曲軸的對比試驗,用數(shù)理統(tǒng)計的方法找到了里氏硬度儀,與臺式布氏硬度計測試的修正值加15HB,保證了兩種儀器測試誤差不大于土2%。具體數(shù)據(jù)如下表:
編號 里氏HB 臺式布氏HB 修正后 誤差(%)
1 248 2632630
2 239 255254-0.39
3 235 247250+1.2
4 244 257259+0.78
5 237 249252+1.19
6 245 255260+1.9
7 244 263259-1.5
8 237 249252+1.19
9 247 259262+1.14
10 248 266269+1.14
4、用里氏硬度儀測量較輕工件時需耦合
用里氏硬度儀測定重量較輕(2kg 以下)的試件硬度時,其硬度值有誤差,可能是重量較輕,沖擊頭反彈速度受影響造成。我們的經(jīng)驗是:如果被測試件底面為光滑平面,可涂很薄一層黃油或凡土林將其與平臺耦合在一起再測試,當被測試件形狀較為復雜時,可將其夾在虎鉗上再加以測試,可使準確性大為提高,如測HB211 的標準布氏硬度外(約0.7kg)將其放置在平臺上,用里氏硬度計測出HB277 234 232 而將其與平臺之間用黃油耦合,測出的硬度值為HB213、217、214;再如測492E 時齒輪蓋(約1kg)材料為ZL102,試測情況見下表:
放置于 硬度計 光潔度 HB
地面 里氏 ▽6 55 56 50 60 57 54
工作臺面 臺式布氏 ▽6 77 72 65 75 73 66
夾于虎鉗 里氏 ▽6 76 70 64 75 71 65
由此可見,對于質(zhì)量較輕的211 件,如直接采用里氏硬度儀測定,勢必會產(chǎn)生一定試驗誤差,而采用耦合方式測量,與臺式相比,則誤差不大。多年來,我們已將時代公司生產(chǎn)的里氏硬度測試儀這一高科技產(chǎn)品成功地運用到發(fā)動機各種零件的硬度檢測中,收到了良好的效果,已被我單位領(lǐng)導、技術(shù)部門、質(zhì)量部門所確認,從購置臺里氏硬度儀到現(xiàn)在,我單位各部門,包括外協(xié)廠在內(nèi),已向時代公司購置了幾十臺里氏硬度儀,對保證我廠產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量發(fā)揮了積極的作用。