表面硬度
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-02-28
表面硬度的實(shí)例教程
硬化層深度還是要用維氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)。檢測(cè)從工件表面到硬度降到50HRC那一點(diǎn)的距離。這就是有效硬化深度。
化學(xué)熱處理工件的表面硬度檢測(cè)與表面淬火熱處理工件的硬度檢測(cè)相近，都可以用維氏硬度計(jì)、表面洛氏硬度計(jì)或洛氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)，只是滲氮厚的厚度較薄，一般不大于0.7MM，這時(shí)就不能再采用洛氏硬度計(jì)了。
熱處理工件的硬度使用硬度計(jì)檢測(cè)。PHR系列便攜式表面洛氏硬度計(jì)十分適用于檢測(cè)表面熱處理工件的硬度，可以測(cè)試有效化深度超過(guò)0.1mm的各種表面熱處理工件。操作簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格較低，可直接讀取硬度值。
表面熱處理分為兩大類，一類是表面淬火回火熱處理使用吸振或隔振裝置來(lái)減低FAG軸承噪聲或隔離FAG軸承噪聲，另一類是化學(xué)熱處理，其硬度檢驗(yàn)方法如下：
化學(xué)熱處理是使工件表面滲入一種或幾種化學(xué)元素的原子，從而改變工件表面的化學(xué)成分、組織和性能。經(jīng)淬火和低溫回火后，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度，而工件的芯部又具有高的強(qiáng)韌性。
化學(xué)熱處理工件的主要技術(shù)參數(shù)是硬化層深度和表面硬度。硬化層深度還是要用維氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)。檢測(cè)從工件表面到硬度降到50HRC那一點(diǎn)的距離。這就是有效硬化深度
化學(xué)熱處理工件的表面硬度檢測(cè)與表面淬火熱處理工件的硬度檢測(cè)相近，滾動(dòng)FAG軸承噪音一種是FAG軸承本身產(chǎn)生的都可以用維氏硬度計(jì)、表面洛氏硬度計(jì)或洛氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)，只是滲氮厚的厚度較薄，一般不大于0.7mm，這時(shí)就不能再采用洛氏硬度計(jì)了。
零件如果局部硬度要求較高，可用感應(yīng)加熱等方式進(jìn)行局部淬火熱處理，這樣的零件通常要在圖紙上標(biāo)出局部淬火熱處理的位置和局部硬度值。零件的硬度檢測(cè)要在指定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。硬度檢測(cè)儀器可采用洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRC硬度值，如熱處理硬化層較淺，可采用表面洛氏硬度計(jì)，測(cè)試HRN硬度值。
展開(kāi) 其中，所有樣品表面皆在離散位置，選擇5 處進(jìn)行硬度測(cè)試，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)的距離遠(yuǎn)大于壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5 倍。
表4 酸洗前后樣品表面硬度值(HV0.5)
從酸洗后硬度測(cè)試結(jié)果可以看出，0#初始試樣表面硬度極高，但經(jīng)過(guò)酸洗后，表面硬度顯著降低。其中，1#試樣表面硬度相對(duì)較高，因其酸洗液HF 含量較低，所以導(dǎo)致表面硬化層可能去除并不徹底。其他試樣表面硬度都相差較小，考慮到硬度測(cè)試本身的誤差，可以認(rèn)為，其他試樣表面硬化層都已經(jīng)全部清除干凈。
通過(guò)上述試驗(yàn)可知最優(yōu)的酸洗液配方為：（1%～3%）HF+（25%～30%）HNO3，鍛件經(jīng)過(guò)該配方酸洗后，表面如圖3 所示。
圖3 酸洗后表面硬化層示意圖
經(jīng)測(cè)定酸洗后鍛件表面硬化層0.058mm，氫含量0.002%，滿足客戶要求。
結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，在不同配比酸洗液清洗下，對(duì)Ti-6Al-4V 鍛件表面硬化層去除的變化，找到了最優(yōu)的酸洗液配方為（1%～3%）HF+（25%～30%）HNO3(酸洗條件為25℃室溫，酸洗時(shí)間15min)，為后續(xù)此類鍛件酸洗處理提供了有效的解決方案。
作者介紹
呂孝根
碩士研究生，技術(shù)開(kāi)發(fā)部工程師，主要從事鍛造工藝研究等工作。
——文章來(lái)源：《鍛造與沖壓》2021年第5期
展開(kāi) 可見(jiàn)使用表面硬度較高的鋼材可以大幅改善摩擦面的摩擦性能。
試件做完后，不同等級(jí)鋼材摩擦片的磨損情況如圖7所示：
圖7 G300,G80,G400鋼材的摩擦片磨損情況
總體結(jié)果如下，G300磨損較為嚴(yán)重，出現(xiàn)較深的劃痕，且磨損很不均勻。對(duì)于G80，劃痕的深度較淺，磨損也開(kāi)始變得均勻。而G400摩擦片，用手觸感不到劃痕，表面光滑，磨損較輕。
03
結(jié)論
a. 粘附摩擦部分是由于摩擦表面存在原子相互吸引產(chǎn)生。而摩擦的塑性變形部分則是摩擦面表面凸凹互鎖導(dǎo)致，并因此產(chǎn)生了犁溝效應(yīng)。
b. 摩擦力與鋼材表面的硬度沒(méi)有直接關(guān)系。摩擦力位移關(guān)系呈現(xiàn)出兩階段穩(wěn)定現(xiàn)象（表面氧化物影響）。
c. G400鋼材摩擦片具有最優(yōu)的摩擦性能,表明:提高摩擦面表面硬度的差值可以顯著降低材料的磨損.
小軒寄語(yǔ): 使用鋼材作為摩擦片時(shí),一定要選擇表面硬度相差較大的鋼材等級(jí),絕不是選擇兩摩擦面具有相當(dāng)硬度的鋼材.兩摩擦面硬度相當(dāng)?shù)匿摬臅?huì)因?yàn)槔鐪闲?yīng)帶來(lái)的磨粒磨損使得磨損快速發(fā)生,不能提供穩(wěn)定的摩擦性能.
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3.
展開(kāi) 軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項(xiàng)：
(一)尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對(duì)其尺寸精度要求較高（IT5～I(xiàn)T7）。裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6～I(xiàn)T9）。
(二)幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對(duì)精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。
(三)相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對(duì)支承軸頸的同軸度要求，否則會(huì)影響傳動(dòng)件（齒輪等）的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對(duì)支承軸頸的徑向跳動(dòng)一般為0.01～0.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。
(四)表面粗糙度 一般與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。
40Cr是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45～52HRC。
40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。
軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。
精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。
展開(kāi) 
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Ⅱ 硬度低：表面硬度不足，容易產(chǎn)生劃痕、磨損，影響產(chǎn)品的質(zhì)感和功能性。
而通過(guò)表面處理，可以賦予鋅合金新的“超能力”：
★ 防護(hù)力MAX：形成一層堅(jiān)固的“鎧甲”，有效抵御腐蝕和磨損。
★ 顏值UP：獲得從啞光、拉絲到鏡面的各種炫酷外觀和豐富色彩。
★ 功能解鎖：賦予表面特殊功能，如導(dǎo)電性、絕緣性、自清潔性等。
鑄鐵裝配平臺(tái)：車間里的“老黃牛”，任勞任怨幾十年不帶喘1個(gè)月前
同時(shí)，臺(tái)面經(jīng)磨削和拋光處理，表面硬度提升至220-250HB，耐磨性提升50%，可承受工件長(zhǎng)期摩擦、夾具反復(fù)鎖緊，表面無(wú)明顯劃痕和磨損，精度保持穩(wěn)定。
精度保持性是平臺(tái)“幾十年不帶喘”的核心技術(shù)亮點(diǎn)。
例如，小型金屬試樣彎曲試驗(yàn)中，平臺(tái)作為試樣的支撐面，確保試驗(yàn)力方向與試樣軸線一致；材料硬度測(cè)試時(shí)，平臺(tái)保證試樣表面與硬度計(jì)壓頭垂直
設(shè)備性能模擬試驗(yàn)：對(duì)小型設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行性能測(cè)試時(shí)，平臺(tái)可隔絕外界振動(dòng)干擾，為設(shè)備提供穩(wěn)定的安裝基準(zhǔn)，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確
環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)輔助：在高低溫、濕度循環(huán)等環(huán)境試驗(yàn)中，平臺(tái)可作為試驗(yàn)樣品的承載基座，其鑄鐵材質(zhì)的耐溫性和耐腐蝕性可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境
4.
從“澆水泥”到“鋪地軌”，地平鐵如何讓工廠布局更靈活1個(gè)月前
對(duì)于使用環(huán)境較為潮濕或具有腐蝕性的車間，還可以通過(guò)滲氮處理等表面工藝，進(jìn)一步增強(qiáng)其防銹能力和表面硬度，延長(zhǎng)使用壽命。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，地平鐵憑借其靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)良的材質(zhì)特性、強(qiáng)悍的承載能力、可靠的精度保障以及便捷的維護(hù)方式，在大型設(shè)備裝配、試驗(yàn)、焊接及檢驗(yàn)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。它不僅是設(shè)備穩(wěn)固運(yùn)行的“定海神針”，更是提升生產(chǎn)效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
超和強(qiáng)耐磨與耐壓：表面硬度高，能承受重型設(shè)備的長(zhǎng)期碾壓和滑動(dòng)摩擦，使用壽命可達(dá)數(shù)十年。
良好的切削加工性：便于進(jìn)行精銑、刮研等后期加工，可獲得高水平的平面度與表面光潔度。
成本效益高：雖然單件成本可能高于鋼材，但考慮到其長(zhǎng)壽命、低維護(hù)和帶來(lái)的精度效益，全生命周期成本具有明顯優(yōu)勢(shì)。
01
檢測(cè)背景
塑料閥體憑借質(zhì)量輕、耐腐蝕、成本低等優(yōu)勢(shì)，在化工、機(jī)械、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但其表面硬度低、耐磨性差，需通過(guò)電鍍、化學(xué)鍍等工藝制備金屬鍍層（常用鍍鎳、鍍鋅）提升性能。鍍層厚度是核心質(zhì)量指標(biāo)，過(guò)薄無(wú)法形成有效防護(hù)，導(dǎo)致閥體早期失效、泄漏；過(guò)厚浪費(fèi)貴金屬，增加成本且易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂，因此必須開(kāi)展厚度檢測(cè)。
關(guān)注工作面的平面度、硬度、表面粗糙度以及接觸斑點(diǎn)等靜態(tài)幾何參數(shù)。
四、對(duì)比維度：應(yīng)用場(chǎng)景
電機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)： 研發(fā)與質(zhì)檢部門。如新能源汽車電機(jī)測(cè)試、伺服電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試、風(fēng)電大電機(jī)加載試驗(yàn)等。
鑄鐵裝配平臺(tái)： 生產(chǎn)與維修車間。如機(jī)械設(shè)備裝配、零部件焊接、大型工件劃線、半成品檢驗(yàn)等。
深度解析：兩種平臺(tái)是如何工作的？
微型蝸輪減速機(jī)精密傳動(dòng)回程間隙怎么減小？2個(gè)月前
4.材料優(yōu)化：蝸桿采用20CrMnTi合金鋼滲碳淬火（表面硬度HRC58-62），蝸輪采用ZCuSn10P1錫青銅，降低長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的磨損率。還可在嚙合表面噴涂10-15μm厚的二硫化鉬固體潤(rùn)滑涂層，減少因摩擦導(dǎo)致的間隙擴(kuò)大。
5.潤(rùn)滑保養(yǎng)：推薦使用ISO VG220合成齒輪油，含3%-5%的二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）添加劑，可降低摩擦系數(shù)30%以上。
二、 工作面防護(hù)
防劃傷與拉毛：
鑄鐵表面硬度有限，移動(dòng)大型工件或工裝時(shí)，禁止直接在地軌上拖拽。工件應(yīng)吊起平移，或在非工作面區(qū)域使用滾杠、墊板。
如果需要在平臺(tái)上推拉檢具或輔助工具，應(yīng)清理干凈平臺(tái)和工具底部的毛刺、鐵屑。
保持清潔：
每次使用后，必和須清除平臺(tái)上的鐵屑、砂粒、冷卻液等雜物。細(xì)小的磨料（如型砂、鐵粉）落在平臺(tái)和工件之間，會(huì)像研磨膏一樣磨損高精度的工作面。
QT600球墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度≥600MPa，韌性是灰鑄鐵的2-3倍，經(jīng)雙重時(shí)效處理后，臺(tái)面撓度≤0.01mm/m，可承受高頻振動(dòng)與瞬時(shí)沖擊載荷，表面硬度可達(dá)HB220-260，適合風(fēng)電設(shè)備測(cè)試、工程機(jī)械總裝等重型場(chǎng)景。其劣勢(shì)是加工成本較高，但長(zhǎng)期使用性價(jià)比更優(yōu)。
