Kõvadus kui metallmaterjalide oluline jõudlusnäitaja on nagu materjali iseloom, mis mõjutab otseselt selle rakenduse jõudlust töötlevas tööstuses. Mis aga täpselt on "kõvadus"? Kuidas sellest paremini aru saada? Räägime täna metallmaterjalide kõvadusest lihtsal ja hõlpsasti mõistetaval viisil.
01 Mis on kõvadus?
Kõvadus on lihtsas mõttes materjali võime seista vastu väliste mehaaniliste jõudude (näiteks taandumine, kriimustamine, nihutamine jne). Kõrge kõvadusega materjalid on rohkem "kõva", nagu ka vastupidavamad sõdalased, taluvad terade kulumist, masinate mõju ja suudavad oma kuju kõrge rõhu all säilitada; Madala kõvadusega materjalid on suhteliselt "pehmed" ja kergesti deformeeruvad või kahjustatud.
Kõvadus võib kajastada materjali pinna ja struktuuri kahjustuskindlust, kuid see erineb sellistest omadustest nagu tugevus, sitkus ja plastilisus. Näiteks on Glassil kõrge kõvadus ja seda pole kerge kriimustada, kuid see on pärast lööki väga rabe ja lihtne murda, samas kui metallid võivad leida ideaalse tasakaalu kõvaduse ja sitkuse vahel.
Kõvadus kulgeb peaaegu kogu tootmisprotsessis ja on materjali jõudluse "põhinäitaja". Töötlevas tööstuses aitab kõvadus meil neid probleeme lahendada:
1) Kas materjali kulumine on piisav? Näiteks kui vormide ja tööriistade kõvadus on liiga madal, on nende eluiga lühike.
2) Kas töötlemise jõudlus on hea? Näiteks pöördudes ja freesimisel määrab tooriku kõvadus tööriista kulumiskiiruse; Tembleerimisel on materjali kõvadus otseselt seotud hallituse eluea ja töötlemise kvaliteediga.
3) Kuidas on valmistoote kvaliteet? Näiteks mõjutab selle vastupidavust, kas käigu pind on piisavalt kõva.
02 Kolm peamist kõvaduse testimismeetodit: kes on karedusmaailmas C -positsioon?
Kõvaduse testimise osas on tööstuses kolm kõige sagedamini kasutatavat meetodit: Brinelli kõvadus (HB), Rockwelli kõvadus (HR) ja Vickersi kõvadus (HV). Need on nagu kolm kohtunikku, kellel kõigil on oma stiil, kuid nad saavad aidata meil täpselt hinnata materjali "kõvaduse väärtust".
1. Brinelli kõvadus (HB): rahulik tugevus
Brinelli kareduskatse meetod on väga lihtne: kasutage teraspalli või karbiidipalli, et suruda materjali pinnale teatud rõhu all ja võtke kareduse väärtuse arvutamiseks taane läbimõõt. See meetod sobib madala või keskmise kõvadusega metallide testimiseks, näiteks malmist, teras jne.
Omadused: Brinelli kõvaduse test sobib paremini suurte materjalide tükkide jaoks, millel on suured taanded ja stabiilsed andmed, kuid see ei sobi kõrge kõvadusega materjalidele.
Analoogia elus: see on nagu ümmarguse kivi kasutamine liivale jäljendi vajutamiseks. Mida madalam on jäljend, seda kõrgem on liiva "kõvadus".
Rakendus tootmises: Brinelli kõvadus sobib suuremahuliste metallmaterjalide kõvaduse hindamiseks, eriti valamiste ja võltsingute kvaliteedikontrollis. Näiteks suuremahuliste tehniliste masinate osade tootmisel võib Brinelli kõvadus täpselt kajastada tooriku üldist deformatsioonikindlust.
Tegelik juhtum: enne treipingi töötlemist tuleb Brinelli kõvaduse suhtes tavaliselt testida malmist. Kui kõvadus on liiga madal, ei pruugi pinna karedus töötlemise ajal nõuetele vastata; Kui kõvadus on liiga kõrge, on tööriista kulumist lihtne kiirendada.
2. Rockwelli kõvadus (HR): Agile kõikvõimalik
Rockwelli kõvadus on paindlikum katsemeetod. See sobib mitmesuguste materjalide jaoks, alates pehmest kuni kõvadeni erinevate taandete ja katsekoormuste kaudu. Sellel on kiire testimiskiirus ja lihtne töö. Selle kõvadusväärtus arvutatakse taande süvade mõõtmise abil, mis sobib paremini väikeste osade või pinna karastatud kihtide testimiseks kui Brinelli kõvadus.
Omadused: lai valik rakendusi, kiire testimiskiirus, väga sobib tööstuslikel saitidel kiireks avastamiseks.
Analoogia elus: nii nagu joonistate erineva tugevusega pliiatsitega paberile, mida sügavam pliiatsi otsa surub, seda madalam on paberi "kõvadus".
Tootmise rakendus: Rockwelli kõvadust kasutatakse tootmisliinidel laialdaselt selle kiire testimiskiiruse ja hõlpsa töö tõttu. Eriti osade pärast pinna kustutamist on vaja testida, kas need vastavad projekteerimisnõuetele. Kui kõvadusest ei piisa, võib seda olla lihtne kanda; Kui see on liiga raske, on sisemist kihti lihtne purustada, nii et Rockwelli kõvaduse testimine on hädavajalik osa.
Tegelik juhtum: käikude tootmisel tehakse kulumiskindluse parandamiseks tavaliselt pinnal kõrgsageduslikku töötlemist. Käigu pinna kõvadus pärast kustutamist tuleb testida Rockwelli kõvaduse testiga, et tagada selle kõvadus vastata kujundusnõuetele, ja et sisekihil oleks hea sitkus, võttes sellega arvesse nii kulumiskindlust kui ka löögikindlust.
3. Vickersi kõvadus (HV): täpne teadlane
Vickersi kareduskatse kasutab materjali pinnale teemanditaande vajutamiseks püramiidikujulist teemanttaandet ja kareduse väärtus saadakse taane diagonaali pikkuse arvutamisega.
Omadused: Vickersi kõvadusast sobib kõigi metallmaterjalide jaoks, eriti pisikeste alade, näiteks õhukeste kilede või kattete testimiseks.
Analoogia elus: nagu terava hambaorkga küpsisele märgi pigistamine, seda madalam on märk, seda suurem on küpsise "kõvadus".
Rakendus tootmises: Vickersi kõvadusast sobib selle suure täpsuse tõttu õhukeste materjalide või väikeste alade kõvaduse mõõtmiseks. Töötlevas tööstuses kasutatakse Vickersi kõvadusmeetodit tavaliselt kattete või kuumtöödeldud kihtide kõvaduse testimiseks.
Tegelik juhtum: Lõikamisriistade valmistamisel on karbiidi labade kattekaredus nende elu kindlaksmääramiseks peamine näitaja. Vickersi kareduskatse kaudu on võimalik tuvastada, kas kattekatte karedus vastab kõrgete kirevusega materjalide töötlemise nõuetele, optimeerides sellega lõikamise tõhusust.
03 Kuidas mõjutab kõvadus tootmisprotsessi?
Kõvadus ja tootmisprotsess on lahutamatult seotud. Toorainetest kuni töötlemismeetoditeni on iga samm selle mõjust lahutamatu.
1. kõvadus mõjutab töötlemise lõikamist
Töötlemise lõikamisel on tooriku kõvadus tihedalt seotud tööriistamaterjali valikuga. Kui kõvadus on liiga kõrge, kulub tööriist kiiresti; Kui kõvadus on liiga madal, on töötlemise efektiivsus madal ja pinna karedus ei ole hea.
Tööriista materjali klassifikatsioon: 1) kiirete terase tööriistad: mõõdukas kõvadus, mida kasutatakse tavalise terase töötlemiseks; 2) karbiidiriistad: kõrge kõvadus, mida kasutatakse raskesti lõigatavate materjalide töötlemiseks; 3) Ka kaetud tööriistad: tööriista pinnal on kõrge kõvaline kattekiht, mis sobib tõhusaks töötlemiseks. 2. Kõvadus ja kuumtöötluse protsess
Kuumtöötlus on oluline meetod töötleva tööstuse kõvaduse reguleerimiseks, näiteks kustutamine, karastamine ja karburiseerimine.
Rakendusjuhtumid: 1) käigud: kõrge pinna kõvadus, kulumiskindlus; madal sisemine karedus, sitkus ja löögikindlus; 2) Halvad: kõrge kõmavusega materjalid pikendavad hallituse eluiga ja vähendavad asendamise sagedust; 3) Vedrud: mõõdukas kõvadus, nii elastne kui ka kerge väsimus.
3. Kõvadus ja pinna töötlemine
Mõni võtmeosa nõuab kareduse suurendamiseks spetsiaalset pinnatöötlust, näiteks laskude peenestamise, nitrimise või katteprotsesside suurendamiseks. Tegelik näide: tembeldamisravi pinna kõvadus suurendatakse tavaliselt enam kui 700HV -ni, mis võib oluliselt parandada kulumiskindlust ja vähendada hallituse sagedase asendamise probleeme.
