ĐO CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CHÍNH CỦA CHI TIẾT MÁY
9.5 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ CỨNG BỀ MẶT
Độ cứng của kim loại là khả năng chống lại sự xâm nhập của vật thể khác cứng hơn nó.
Độ cứng là một chỉ tiêu chất lượng bề mặt quan trọng, nó ảnh hưởng nghiêm trọng tới độ bền của chi tiết.
Tùy theo độ cứng của vật liệu mà việc đo độ cứng được tiến hành theo các phương pháp khác nhau. Phương pháp xác định độ cứng kim loại bằng tải trọng tĩnh là phương pháp đo tiêu chuẩn và thường dùng nhất.
Nguyên tắc chung của phương pháp là dưới áp lực P xác định, một mũi thử bằng vật liệu chọn trước có hình dáng, kích thước nhất định, có thể thâm nhập vào bề mặt của vật thử một chiều sâu bao nhiêu tùy thuộc vào độ cứng của nó.
9.5.1 Phương pháp đo độ cứng Brinell
Mũi thử trong phương pháp này là viên bi cầu bằng thép đã được nhiệt luyện. Dưới tác dụng của tải trong P, viên bi sẽ lún sâu vào mẫu thử một khoảng t. Trị số độ cứng HB được xác định bằng áp lực trrung bình biểu thị bằng Niutơn trên 1 mm2
diện tích mặt cầu của vết lõm để lại. HB = P/F = P/π.D.t Thay t bởi D và d ta được :
22 2 ( . 2 d D D D P HB − − = π
Phương pháp này chỉ dùng khi độ cứng của vật liệu dưới 450 HB, với vật liệu cứng hơn, sai số đo sẽ lớn.
9.5.2 phương pháp đo độ cứng Rockwell
Để xác định độ cứng của chi tiết sau khi nhiệt luyện hoặc bằng hợp kim cứng, người ta dùng mũi thử côn bằng kim cương có góc đỉnh là 1200, bán kính góc lượn ở đỉnh ρ = 0,2 ±
0,005 mm.
Tải trọng tác dụng được chia làm hai lần nối tiếp. Tải trọng ban đầu nên 100N, còn tải trọng tổng cộng là 600 hoặc 1500 N tùy theo thang chia.
Quá trình thử như sau: Ban đầu dùng tải sơ bộ P0 = 100 N, mũi thử lún sâu vào vật liệu một đoạn ho không đáng kể. Tiếp tục tăng tải trọng đến P = P0 + P1, mũi thử lún sâu vào một
đoạn h1. Sau đó rút tải P1, còn lại tải P0 thì chiều sâu vết lún còn lại là h đặc trưng cho độ cứng của vật liệu.
Hình 9.20
Tùy theo tổng tải trọng là 600 N, 1000 N hay 1500 N mà người ta phân độ cứng Rockwell ra ba thang A, B, C. Độ cứng Rockwell tính theo công thức :
Khi đo theo thang A và C : HR = 100 – c
Với c = (h – h0)/0,002
Trong đó 0,002 là trị số tính theo mm được coi là đơn vị dịch chuyển theo chiều trục của mũi thử và là đơn vị độ cứng quy ước.
Thông thường các chi tiết máy được đo theo độ cứng HRC.
Đối vơi vật liệu mềm thì người ta thay mũi kim cương bang viên bi thép tôi có đường kính 1,588 mm. Viên bi được ấn với tải ban đầu là 100 N, tải tổng cộng là 1000 N. Khi đo theo thang B thì :
HB = 100 – c
9.5.3 Phương pháp đo độ cứng Wikker
Hình 9.21
Mũi thử trong phương pháp này là mũi hình tháp, bốn cạnh đều, có kích thươc tiêu chuẩn, đáy vuông và góc ở đỉnh là 136 ± 30’ bằng kim cương.
Mũi thử được ấn vào vật liệu với các tải trọng : 50, 100, 200, 300, 500, 1000N.
Vết lõm của mũi thử để lại trên vật liệu được đo theo chiều dài đường chéo đáy hình vuông. Trị số độ cứng được tính như sau :
22 2 1,8544 2 2 1,8544 sin . 2 d P d P HV = = α
Trong đó : P – Tải trọng trên mũi thử, N.
D – Trị số trung bình hai đường chéo vết lõm, mm
α = 1360 : góc hợp bởi hai cạnh đối diện cắt nhau tại đỉnh tháp. Trị số HV được ghi cùng với tải trọng và thời gian thử.
Phương pháp đo này được dùng để đo độ cứng kim loại cứng cũng như mềm với chiều dày 0,2 mm.
BÀI TẬP
Cho chi tiết với yêu cầu kỹ thuật như hình vẽ. Hãy lập phương án kiểm tra chi tiết trên với các nội dung sau: Sơ đồ đo, dụng cụ đo, mơ tả trình tự các bước đo.
a) b)
c) d)