ประโยชน์ของ Rockwell Hardness Tester (อ่านก่อนตัดสินใจซื้อ)

ภาพรวม: การทดสอบความแข็ง Rockwell

การทดสอบความแข็งแบบ Rockwell เป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบความแข็งของวัสดุต่างๆ ขั้นพื้นฐานและมีประสิทธิภาพมากที่สุด มันถูกคิดค้นโดย Stanley P. Rockwell ในปี 1919 เพื่อกำหนดการวัดความแข็งที่แม่นยำและรวดเร็ว

วิธีการทดสอบ Rockwell ใช้แรงทดสอบขนาดเล็กและขนาดใหญ่ผ่านหัวกดเพื่อทำการเยื้องบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบซึ่งจะต้องทดสอบความแข็ง

จากนั้นวัดความลึกของการเยื้องและแปลงเป็นค่าความแข็งแบบร็อกเวลล์ การใช้แผนภูมิการแปลง Rockwell ค่าความแข็ง Rockwell จะถูกแปลงเป็นการวัดความแข็งที่สอดคล้องกัน

วิธีนี้ใช้สำหรับวัดความแข็งของวัสดุประเภทต่างๆ วิธีการทดสอบ Rockwell สามารถใช้หัวกดลูกเหล็กหรือหัวกดรูปกรวยปลายเพชร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความแข็งของชิ้นงานทดสอบ

ประโยชน์ของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell

เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบประเภทต่างๆ ประโยชน์หลักบางประการของการใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell มีดังนี้:

• การทดสอบทำได้ง่ายและรวดเร็ว เนื่องจากไม่ซับซ้อนในธรรมชาติ จึงไม่จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะสูงและผ่านการฝึกอบรมมาเพื่อดำเนินการ
• เครื่องทดสอบ Rockwell มีความคุ้มค่าและไม่ต้องใช้ระบบออปติคัลขั้นสูงในการวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบ
• นอกจากนี้ยังเป็นการทดสอบแบบไม่ทำลาย หัวกดทำให้เกิดการเยื้องเพียงเล็กน้อยบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ ตัวอย่างจะไม่ถูกทำลายและสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้หลังจากการทดสอบเสร็จสิ้น
• ไม่ต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะสูงเพื่อทำการทดสอบ
• เครื่องทดสอบ Rockwell ให้การทดสอบความแข็งอย่างรวดเร็ว และเหมาะสำหรับการทดสอบผลิตภัณฑ์จำนวนมากในสายการผลิต

ข้อจำกัดของการทดสอบ Rockwell

การทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ยังมีข้อจำกัดบางประการ ไม่แม่นยำเท่ากับการทดสอบความแข็งอื่นๆ เนื่องจากการวัดความลึกของการเยื้องนั้นขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงาน และไม่มีการใช้ระบบออปติคัลสำหรับมัน

[คอลัมน์ ux_latest_products=”4″]

ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดความลึกของการเยื้อง ซึ่งอาจทำให้ค่าความแข็งเบี่ยงเบนไปอย่างมาก ความไม่สมบูรณ์ใดๆ บนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ เช่น สิ่งสกปรกหรือการปนเปื้อน อาจทำให้ค่าความแข็งแปรผันได้

คุณสมบัติที่สำคัญของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell

เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ช่วยให้คุณวัดความแข็งของวัสดุโดยใช้วิธีการทดสอบ Rockwell สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าเครื่องทดสอบความแข็งไม่ได้เหมือนกันทั้งหมด

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ทั้งหมดสามารถทำการทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ได้ตามมาตรฐานและแนวทางที่กำหนด แต่บางส่วนก็เหมาะกับความต้องการเฉพาะของคุณมากกว่าตัวอื่นๆ

ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินและทำความเข้าใจคุณลักษณะต่างๆ ของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ประเภทต่างๆ ก่อนที่จะเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตัวคุณเอง

คุณควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความแม่นยำของการทดสอบ ความสามารถในการทำซ้ำ ความเก่งกาจในรอบการทดสอบ ความเร็วในการทดสอบ ความเข้ากันได้กับเครื่องชั่ง Rockwell แบบต่างๆ ขนาดชิ้นงานทดสอบที่สามารถทดสอบได้ ฯลฯ ก่อนซื้อเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell

เครื่องทดสอบความแข็งเหล่านี้มาพร้อมกับคุณสมบัติมากมายและคุณสมบัติมากมายที่เพิ่มเข้ามาพร้อมกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยี คุณสมบัติหลักบางประการของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell มีการกล่าวถึงด้านล่าง:

เครื่องชั่งทดสอบ

เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความแข็งโดยใช้การทดสอบ Rockwell แบบปกติหรือการทดสอบความแข็งผิวเผิน ที่เป็นเช่นนี้เพราะวิธีทดสอบทั้งสองนี้ใช้ระดับแรงทดสอบที่แตกต่างกันและความละเอียดในการวัดความลึกต่างกัน

อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไปและด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยี ผู้ทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ส่วนใหญ่สามารถวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบได้โดยใช้การทดสอบ Rockwell แบบปกติหรือการทดสอบความแข็งแบบผิวเผินของ Rockwell

เครื่องทดสอบความแข็งเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าเครื่องทดสอบแบบคู่หรือเครื่องทดสอบแบบผสม

เครื่องทดสอบความแข็งที่ทันสมัยเหล่านี้สามารถวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบบนเครื่องชั่ง Rockwell แบบต่างๆ ได้ เครื่องทดสอบความแข็งเหล่านี้บางตัวยังสามารถใช้สำหรับการทดสอบความแข็งโดยใช้วิธีการทดสอบอื่นๆ ด้วย

บังคับประยุกต์

เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ที่ออกแบบไว้ก่อนหน้านี้ใช้แรงเล็กน้อยผ่านหัวกดโดยการบีบอัดสปริงแบบเกลียว ตุ้มน้ำหนักทดสอบทั้งหมดถูกนำไปใช้โดยตุ้มน้ำหนักตายผ่านระบบคานแบบทวีคูณแรง

ปัญหาของการออกแบบนี้คือเมื่อมีการใช้งานบ่อยครั้ง สปริงเกลียวที่ใช้สำหรับรับน้ำหนักน้อยและขอบมีดที่รองรับระบบคันโยกคูณแรงจะเสื่อมสภาพ สิ่งนี้นำไปสู่ความไม่ถูกต้องในการทดสอบความแข็งของชิ้นงานทดสอบ

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการถือกำเนิดของระบบป้อนกลับที่ควบคุมโดยเทคโนโลยี เครื่องทดสอบความแข็งของ Rockwell ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก

โหลดทดสอบสามารถใช้กับอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยสกรูซึ่งสามารถตรวจสอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้กระบวนการทดสอบและวงจรสามารถควบคุมได้ และขจัดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นซึ่งอาจเกิดขึ้นเนื่องจากความไม่สอดคล้องกันของสปริงเกลียวและกลไกแขนก้านโยก

เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell รุ่นใหม่ที่ได้รับการปรับปรุงทำให้การอ่านค่าความแข็งแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น แนวโน้มในปัจจุบันคือการพัฒนาเครื่องทดสอบความแข็งของการออกแบบโหลดเซลล์

เมื่อแรงเบื้องต้นหรือแรงโหลดทดสอบทั้งหมดแปรผัน ค่าความแข็งแบบร็อกเวลล์ที่ได้จากวัสดุชิ้นงานทดสอบเดียวกันอาจแตกต่างกัน

เมื่อเพิ่มแรงเบื้องต้น จะเป็นการเพิ่มความลึกของการเยื้องบนชิ้นงานทดสอบ

ทำให้ค่าความแข็งลดลงและทำให้ค่าความแข็งสูงขึ้น ในทำนองเดียวกัน การลดแรงเบื้องต้นจะทำให้ค่าความแข็งที่ต่ำกว่าสำหรับชิ้นงานทดสอบเดียวกัน

การวัดความแข็ง

ในเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell รุ่นก่อนหน้า มาตรวัดบ่งชี้ของหน้าปัดใช้สำหรับวัดความลึกของการเยื้องและสำหรับการคำนวณหมายเลขความแข็งของ Rockwell ระบบนี้เรียบง่ายและสะดวกมาก และยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบันในเครื่องทดสอบความแข็งบางตัว

กลไกนี้ใช้เพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของหัวกดผ่านระบบคันคูณแบบทวีคูณและบนผิวชิ้นงานทดสอบ แป้นหมุนถูกปรับในลักษณะเพื่อระบุหมายเลข Rockwell ซึ่งสอดคล้องกับการกระจัดของหัวกด

ปัญหาของเครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ประเภทนี้คือเมื่อใช้งาน ไดอัลเกจและระบบคันโยกก็สึกหรอและไม่อยู่ในแนวเดียวกัน ส่งผลให้การประมาณค่าความแข็งของชิ้นงานทดสอบผิดพลาดและไม่น่าเชื่อถือ

เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ส่วนใหญ่ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีเครื่องมือวัดการเคลื่อนที่แบบอิเล็กทรอนิกส์หรือแบบออปติคัลสำหรับวัดความลึกของการเยื้องที่ทำบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

สัญญาณจากระบบการวัดจะถูกแปลงเป็นค่าความแข็ง Rockwell ที่สอดคล้องกัน และการอ่านจะแสดงแบบดิจิทัล การวัดค่าความแข็งแบบดิจิตอลและอิเล็กทรอนิกส์นี้มีความแม่นยำมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับไดอัลเกจรุ่นก่อนหน้าและระบบคันโยกคูณ

ค่าความแข็งแบบร็อกเวลล์ถูกกำหนดและเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความลึกของการเยื้องที่ทำบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

ข้อผิดพลาดในการวัดความลึกของการเยื้องอาจนำไปสู่ความคลาดเคลื่อนอย่างมีนัยสำคัญ ข้อผิดพลาด 0.002 มม. ในการวัดความลึกของการเยื้องสามารถนำไปสู่การเบี่ยงเบน 1 หน่วย HR ในการวัดค่าความแข็ง Rockwell

โหมดการทำงาน

นับตั้งแต่เริ่มใช้เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell มาเป็นเวลานาน ผู้ปฏิบัติงานมีบทบาทสำคัญในการกำหนดค่าความแข็ง

พวกเขาต้องใช้และลบแรงโหลดทดสอบซึ่งทำให้พวกเขาสามารถควบคุมกระบวนการทดสอบได้ในระดับที่ดี

ปัญหาของกระบวนการทดสอบดังกล่าวคือความสม่ำเสมอในวงจรการทดสอบแตกต่างกันไปตามแต่ละผู้ปฏิบัติงาน กระบวนการนี้ยังใช้เวลานานกว่ามากในการกำหนดค่าความแข็ง

เมื่อเวลาผ่านไป เครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell ได้พัฒนาขั้นสูงขึ้น และเริ่มใช้มอเตอร์เพื่อจัดหาระบบอัตโนมัติให้กับกระบวนการ และทำให้สามารถทำซ้ำได้มากขึ้น

เครื่องทดสอบความแข็งบางรุ่นเป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมด ซึ่งช่วยให้สามารถใช้โหลดทดสอบได้มากกว่าที่ทำได้ด้วยตนเองในเครื่องทดสอบความแข็งรุ่นก่อน กระบวนการอัตโนมัติทำให้กระบวนการทดสอบเร็วขึ้นและสม่ำเสมอมากขึ้น โดยขจัดอคติโดยธรรมชาติของผู้ปฏิบัติงาน

แม้ว่าการใช้แรงทดสอบที่มากขึ้นและเวลาพักเครื่องที่สั้นลงจะทำให้กระบวนการทดสอบความแข็งแบบ Rockwell มีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ก็มีข้อเสียอยู่เล็กน้อยเช่นกัน

แสดงให้เห็นว่าวิธีการทดสอบที่เร็วขึ้นด้วยเวลาการหยุดนิ่งที่ต่ำกว่านั้น อาจทำให้การวัดความแข็งซ้ำได้ไม่ดี ได้รับการยอมรับว่าความสามารถในการทำซ้ำในการวัดที่ดีขึ้นและการควบคุมรอบการทดสอบมีความสำคัญเนื่องจากความเหนียวของชิ้นงานทดสอบที่แตกต่างกัน

สิ่งนี้นำไปสู่ผู้ผลิตเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell เพื่อทำการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่เหมาะสมเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมวงจรการทดสอบได้

ทั่ง

ข้อควรระวังที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบความแข็งแบบร็อกเวลล์คือ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นงานทดสอบอยู่กับที่และไม่เบี่ยงเบนระหว่างการทดสอบ

แม้แต่การโก่งตัวและการเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยในตัวอย่างทดสอบก็อาจทำให้ค่าความแข็งเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญ การเคลื่อนที่หรือการโก่งตัวของชิ้นงานทดสอบมักจะสะท้อนให้เห็นเป็นความคลาดเคลื่อนในการวัดความลึกของการเยื้อง

เมื่อทำการทดสอบความแข็งแบบ Rockwell แบบผิวเผิน แม้การเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อย 0.01 มม. ก็อาจทำให้เกิดความแตกต่างได้ถึง 10 จุด Rockwell ซึ่งมีความสำคัญและเพียงพอที่จะทำให้ผลการทดสอบไม่น่าเชื่อถือ

 

ควรใช้ทั่งในเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell เพื่อยึดชิ้นงานทดสอบและให้ค่าความแข็งที่แม่นยำ ทั่งมีหลายประเภทสำหรับชิ้นงานตัวอย่างที่มีรูปร่างและขนาดต่างกัน

ควรใช้ทั่งแบนเพื่อวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบแบบแบน หากชิ้นงานทดสอบมีความโค้ง ควรใช้ทั่งตีลังการูปตัววีหรือลูกกลิ้งคู่

มีเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell บางตัวที่ใช้แรงจับยึดกับชิ้นงานทดสอบซึ่งมากกว่าแรงทดสอบ Rockwell เครื่องทดสอบความแข็งดังกล่าวมีประโยชน์ในการวัดความแข็งของชิ้นงานทดสอบที่มีขนาดใหญ่กว่า

สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าทั่งสะอาดและปราศจากรอยขีดข่วนหรือสิ่งสกปรก เนื่องจากทั่งที่สกปรกและไม่สมบูรณ์อาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนครั้งใหญ่ในการวัดค่าความแข็ง

ความสามารถในการทำซ้ำ

ความสามารถในการทำซ้ำของเครื่องทดสอบความแข็งเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือและสม่ำเสมอ

ความสามารถในการทำซ้ำของเครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell หมายถึงความสามารถในการได้รับการวัดค่าความแข็งที่เหมือนกันและสม่ำเสมอบนชิ้นงานทดสอบที่สม่ำเสมอในช่วงระยะเวลาหนึ่งเมื่อสภาวะการทดสอบยังคงเหมือนเดิม

หากชิ้นงานทดสอบที่มีความสม่ำเสมอและเตรียมไว้เป็นพิเศษสำหรับการวัดความแข็งโดยใช้การทดสอบ Rockwell ให้ค่าความแข็งต่างกัน เครื่องทดสอบความแข็งจะไม่สามารถทำซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอ

ระดับความตกลงกันในค่าความแข็งของชิ้นงานเดียวกันในช่วงเวลาสั้นๆ จะให้ระดับความสามารถในการทำซ้ำของเครื่องทดสอบความแข็ง

การขาดความสามารถในการทำซ้ำเป็นข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นแบบสุ่มและโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นเมื่อชิ้นส่วนของเครื่องทดสอบความแข็งสึกหรอ เนื่องจากแรงเสียดทานมากเกินไปขณะทดสอบ ฯลฯ

นอกจากนี้ ยังสังเกตได้ด้วยว่าระดับความสามารถในการทำซ้ำของผู้ทดสอบความแข็งแบบ Rockwell จำนวนมากนั้นแตกต่างกันไปตามมาตราส่วน Rockwell ที่แตกต่างกัน เนื่องจากความแปรปรวนของแรงกดและประเภทของหัวกด

นอกจากนี้ยังอาจแตกต่างกันไปตามระดับความแข็งที่แตกต่างกันภายในระดับความแข็ง Rockwell เดียวกัน เนื่องจากความแตกต่างของความลึกของการเยื้องที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ

 

 

ระดับที่ยอมรับได้สำหรับเครื่องทดสอบความแข็งแบบ Rockwell สำหรับความสามารถในการทำซ้ำนั้นประเมินจากความแตกต่างระหว่างค่าความแข็งสูงสุดและต่ำสุดที่ให้มา

ขึ้นอยู่กับมาตราส่วน Rockwell ที่แตกต่างกัน ระดับที่ยอมรับได้โดยทั่วไปสำหรับความสามารถในการทำซ้ำได้ตั้งแต่ 1 ถึง 2 ภายใต้ ASTM (American Society for Testing and Materials) และ 1.2 ถึง 6.6 หน่วยภายใต้ ISO (International Standards Organisation)

หัวกด

หัวกดเป็นส่วนสำคัญของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell มีส่วนทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดความแข็งเป็นหลัก

หัวกดที่ใช้ในเครื่องมือทดสอบความแข็งแบบ Rockwell อาจเป็นลูกเหล็กทรงกลมหรือหัวกดรูปกรวยปลายเพชรก็ได้ อาจมีปัจจัยหลายประการสำหรับความแตกต่างในประสิทธิภาพของหัวกด

อาจเป็นเพราะกระบวนการผลิตของหัวกด นอกจากนี้ หัวกดสองหัวที่เหมือนกันในแต่ละประการและทุกประการสามารถสร้างการวัดความแข็งที่แตกต่างกันได้

เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว การเปรียบเทียบหัวกดกับหัวกดต้นแบบที่ใช้ในอดีตซึ่งให้การวัดความแข็งที่แม่นยำสามารถทำได้

ในอดีต วิธีหนึ่งในการรับรองหรือเปรียบเทียบหัวกด Rockwell คือการทดสอบความแข็งบนบล็อกทดสอบอ้างอิง จากนั้นจึงเปรียบเทียบการวัดกับค่าบล็อก

[ux_featured_products products=”” คอลัมน์=”4″ ]

 

ระดับความทนทานที่ยอมรับได้โดยทั่วไปสำหรับประสิทธิภาพของหัวกดเพชรคือ 0.5 ถึง 1 หน่วย Rockwell จากค่าบล็อกทดสอบภายใต้มาตรฐาน ASTM

มาตรฐาน ISO(4) อนุญาตให้มีระดับความคลาดเคลื่อน 0.8 หน่วย Rockwell จากประสิทธิภาพของหัวกดอ้างอิง

ไม่มีข้อกำหนดหรือระดับความคลาดเคลื่อนสำหรับประสิทธิภาพของหัวกดลูกเหล็กทั้งตามมาตรฐาน ASTM หรือ ISO

ก่อนทำการทดสอบความแข็ง ควรตรวจสอบหัวกดด้วยสายตาเพื่อหาความเสียหายทุกประเภท ควรทำความสะอาดหัวกดอย่างสม่ำเสมอเพื่อไม่ให้มีรอยตำหนิหรือคราบตกค้างบนส่วนที่เยื้องของปลาย