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洛氏硬度计详解

作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2020-07-07
内容摘要:什么是洛氏硬度?最直接的答案是洛氏硬度是指诸如刀片之类的金属物体对另一种材料渗透和永久变形的抵抗力。这是一种无损冶金测试的测量系统,可确定如刀具制造中所使用的钢材的坚硬程度。为了准确表示金属硬度,工程师使用称为Rockwell测试的标准过程。在刀片制造业务中,硬度等级遵循预定的图表,通常被称为洛氏C刻度...

什么是洛氏硬度?

最直接的答案是洛氏硬度是指诸如刀片之类的金属物体对另一种材料渗透和永久变形的抵抗力。这是一种无损冶金测试的测量系统,可确定如刀具制造中所使用的钢材的坚硬程度。为了准确表示金属硬度,工程师使用称为Rockwell测试的标准过程。

在刀片制造业务中,硬度等级遵循预定的图表,通常被称为洛氏C刻度。RC刻度上的数字越高,钢越硬。相反,RC刻度数越低,钢越软。刀片中的大多数合金范围从RC45范围的软钢到RC60类别的硬质合金。

认为高RC等级意味着质量更好的刀具是一种误解。这完全取决于刀片的预定用途,以及刀具制造商为其钢指定的硬度。根据经验,软钢(例如RC45等级的钢)比RC60等级的硬钢更耐用,承受冲击的能力更强。硬质钢刀片的边缘比软质材料的边缘更长。但是,它们可能会变脆,并在冲击下容易碎裂甚至破碎。

经验丰富的刀片制造商会根据自己的目的设计产品。他们努力在保持耐用性的软RC尺寸钢和能长时间保持锋利边缘的硬RC尺寸材料之间取得平衡。为了获得适合预期用途的正确钢材,优质的刀具制造商会规定特定的钢材强度。然后,他们对其进行测试,以确保刀片达到洛氏硬度标度上的确切数字。

谁使用洛氏硬度量表以及为什么

每个美国钢铁产品制造商都使用洛氏硬度标尺。不管产品是球轴承还是刀片,RC秤都是行业标准。两家行业机构规定了罗克韦尔测试以及如何进行测试。所有钢铁产品制造商均参考:

  • 金属材料的洛氏硬度和洛氏表面硬度的美国标准测试方法(ASTM E 18金属)

  • 国际标准组织–洛氏硬度测试第1部分–测试方法(ISO 6508-1金属材料)

所有钢铁产品制造商都使用洛氏硬度标尺的原因是,它允许报告测试结果的一致性。钢铁行业的每个人都认可洛氏硬度标尺。他们一眼就知道罗克韦尔等级,很快就知道了钢材的强度。洛氏系统被普遍接受为硬度基准。在刀片制造中尤其如此。

订购或选择工业机械刀时,了解罗克韦尔评级系统至关重要。了解所需的洛氏标尺强度可确保您准确获得所需的刀片硬度。同样重要的是要记住,工业刀片制造商会将您的刀片调至特定的罗克韦尔编号。然后,他们对您的刀具进行测试,并确保它们符合规定的洛氏硬度等级编号。

刀具制造商和其他钢铁产品制造商使用洛氏硬度标尺的另一个原因是,它易于使用且设备齐全。罗克韦尔测试快速且异常可靠。由于洛氏测试是外力应用并通过数学方法测量,因此无需进行二次显微镜检查。

洛氏硬度计的历史

洛氏硬度标尺由其发明者休·M·罗克韦尔(Hugh M.Rockwell)和斯坦利·P·罗克韦尔(Stanley P. 罗克韦尔兄弟是冶金学家,早在1900年代初就在康涅狄格州的一个滚珠轴承工厂工作。他们认识到需要准确,快速地测试轴承座圈中的金属强度。他们还需要一种清晰的方法来报告强度测试结果。

斯坦利·罗克韦尔(Stanley Rockwell)在1914年为罗克韦尔测试方法申请了专利。1919年,他修改了专利,将罗克韦尔刻度表包括在内。虽然工业刀钢的等级通常与洛氏C刻度有关,但是在获得专利的洛氏刻度表上有30种不同的刻度。C是用于刀片等级的最常用标度,其次是B标度。其他罗克韦尔秤均不涉及用于制造工业刀的钢。

洛克威尔(Rockwell)认识到他的硬度测试方法必须在特定参数范围内。他的系统取代了较早的金属测试系统,例如较费时的较旧的维克斯测试和破坏性很大的布氏金属测试,尤其是在小零件上。为了设计有效的测试系统,Stanley Rockwell考虑了以下因素:

  • 该系统必须便宜才能获得和维护。

  • 所有测试设备必须尽可能无损。

  • 测试设备需要易于实施。

  • 它使操作人员的培训和监督变得容易。

  • 测试人员要遵守易于理解的书面程序。

  • 测试结果具有用户所需的有价值的信息。

洛氏硬度测试方法满足了所有要求。100年后,它仍然是最佳的金属强度测试方法。罗克韦尔C秤也是报告工业机械刀所用金属强度的最精确方法。

如何测量洛氏硬度横幅

如何测量洛氏硬度

测量洛氏硬度需要使用精确的记录测量程序在一定时间内对金属表面施加特定的静力。洛氏测试仪使用数学公式表示结果,该数学公式与标准洛氏秤上的相应数字相关。工业用刀将落在Rockwell秤的C时间表上,从40到65不等。

对于制刀,Rockwell程序涉及静态压痕测试,这需要两种不同的测试。第一个是小压力应用,它可以在轻度精确控制的力下确定金属硬度或电阻。压痕工具,或在罗克韦尔测试业务中称为压头的工具,对被测试的金属有轻微的印象。该深度-值A-被测量和记录。它是计算的基础。

第二个测试部分涉及对金属表面的同一点施加更大的力。渗透水平(值B)也将被测量和记录。然后,测试技术人员从深度穿透测量值(B)中减去光穿透值(A)。然后,B减去A的数值将转换为洛氏C刻度,其相应的值将成为金属的洛氏硬度指示器。

技术人员如何进行洛氏硬度测试

洛氏硬度测试设备非常简单。它涉及一种机械操作,其中压痕工具以不同的速率压在金属对象表面上,同时记录压痕深度。测试技术人员可以根据他们使用的金属类型来精确控制压力施加装置。

有两种不同的压痕工具设计:一种是带有尖头的圆锥形设备,另一种是带有圆形表面的球形。两种工具都比他们要测试的金属硬得多。压头通常是金刚石组合物或由高强度钢制成,这样可以避免逆变器机头受到任何压力,因此所有压力都均匀地施加到测试材料上。

罗克韦尔测试技术人员使用两种力应用程序。一种是较小的力,它会产生浅的基线凹痕。另一个叫做主力军。它导致更深的次要压痕。 进行罗克韦尔测试  包括以下七个步骤:

  1. 将测试对象放置在平坦,坚固的表面上-移除任何条件使测试材料弯曲或转移施加压力至关重要。

  2. 施加初步或较小的力-该压力通常约为10 kg,并且会产生轻微的印象,几乎看不到眼睛。

  3. 将量规归零并测量初始压痕深度-这可以在先进的罗克韦尔测试设备上自动完成,也可以在简单设备上使用百分表手动完成。

  4. 施加主力或辅助力-该渐进过程的范围从60到150 kg,具体取决于钢种。密度合金钢需要更大的压力才能产生可计算的B – A值。

  5. 除去次要或主要作用力,同时保持次要或主要作用力不变–此步骤可在进行计算时补偿测试金属的弹性或拉伸。

  6. 测量次级压痕深度-同样,这可以是自动或手动测量,具体取决于测试设备的复杂性。

  7. 计算深度差或B – A值-然后该数字将转移到Rockwell C比例表,并成为Rockwell硬度值。

洛氏硬度值与计算出的深度差测量值不同。软金属比硬金属具有更深的穿透力,因此软金属测试对象的B – A值始终比硬金属高。洛氏硬度标度数字与深度微分计算相反。例如,  软的Rockwell值为45,而硬的值为60

高RC等级意味着什么?

罗克韦尔C等级高意味着测试的钢是高强度的。罗克韦尔C刻度的50年代中期及以上的任何值都被认为很难。但是,RC等级的高数量并不一定意味着它是特定应用的最佳钢材。尽管这种钢的质量可能很高,但其性能可能不如较软等级的钢。

软硬罗克韦尔C级钢同时包含两个术语。那些是韧性和脆性的。钢越硬,脆性就越大。对于工业机械刀,RC值为60s的超硬钢可能太脆而无法可靠使用。高质量的RC硬度钢可以很好地保持其边缘,但是很难获得足够的清晰度。

高度耐用的钢需要用陶瓷或金刚石制成的磨石。这些材料很昂贵,并且需要相当多的技术才能使用。在高RC等级的刀具上设置好细边缘后,它将保持良好的磨削,直到其他坚硬的物体接触到刀片,这可能会导致刀片碎裂甚至破碎。

高品质钢在工业刀具制造中占有一席之地。但是,有一个硬度点是无效的。选择合适的钢硬度来制造刀具可能是一个艰难的选择。这需要专业的帮助。

低RC额定值意味着什么?

低RC等级表明钢成分较软。软钢具有延展性,这意味着它们比硬质和脆性钢更好地弯曲和挠曲。它们对于制造工业机械刀可能是有利的,因为低RC等级的产品在偶然与不希望切割的物体接触时趋于宽容。

在罗克韦尔C秤上,用于制刀速度的软钢在40年代和低50年代。尽管较软的钢可能不像硬质材料那样具有锋利的边缘,但它们很容易磨锐。维护软钢刀需要较便宜的磨刀设备。较低等级的Rockwell C钢也不需要磨锐技术或技巧。

在使用软钢刀和具有高RC比例等级的钢刀之间需要权衡。在磨削之间,硬质钢比软质材料的使用寿命更长。但是,当硬质钢铁产品失去优势或遭受损坏时,它们将更难以修复。高RC级钢刀的更换成本也可能更高。

为什么会有一定范围的RC编号

工业刀片制造商在其钢材库存中提供了一系列RC编号,因此他们可以为客户提供多种选择选项。每个在操作中使用工业刀的企业或公司都有特定的意图。关键是要使正确的钢硬度与正确的应用相匹配。

专业的机刀刀片制造商知道他们的钢材库存。他们还能够对现有的钢材进行回火,以适应客户要求的一定的RC标度硬度。工业机刀制造商的职责之一就是倾听客户的意见,并确定他们的特定刀片应用所需的确切硬度。他们知道从广泛的RC号码中可以推荐什么。

洛氏硬度的实际使用

洛氏硬度的实际使用

每个工业机械刀片均具有现有的洛氏硬度。领先的刀片制造商具有为实际应用推荐和匹配合适的RC硬度的经验,该硬度可以用于从纸张到塑料的切割。

York Saw&Knife是美国领先的工业机刀制造商之一。在约克,我们作为客户与您合作,确定您的刀面的实际用途。然后,我们将指导您通过刀片钢所需的洛氏C硬度标尺。以下是一些适用于约克锯和刀的刀片的可能用途:

  • 旋转分切刀

  • 纸芯锯

  • 割刀

  • 直刃刀

  • 托盘成型和密封刀

  • 断头台切刀

  • 纵切刀

洛氏硬度如何应用于机刀

选择正确的钢材强度对于您的工业机械刀具正常运行和盈利至关重要。重要的是要知道钢的强度与质量无关。从高等级钢开始,所有约克锯齿刀片均具有最高的制造质量。约克叶片都具有相同的口径,无论其钢的洛氏C硬度等级是高,中还是低。


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