Přehled zkoušek tvrdosti přesných válečkových řetězů

1. Přehled zkoušky tvrdosti přesných válečkových řetězů

1.1 Základní vlastnosti přesného válečkového řetězu
Přesný válečkový řetěz je druh řetězu široce používaný v mechanických převodech. Jeho základní vlastnosti jsou následující:
Konstrukční složení: Přesný válečkový řetěz se skládá z vnitřní desky řetězu, vnější desky řetězu, čepové hřídele, pouzdra a válečku. Vnitřní a vnější deska řetězu jsou spojeny čepovou hřídelí, pouzdro je nasazeno na čepovou hřídel a váleček je umístěn vně pouzdra. Tato konstrukce umožňuje řetězu odolávat velkým tahovým a rázovým silám během přenosu.
Výběr materiálu: Přesný válečkový řetěz se obvykle vyrábí z vysoce kvalitní uhlíkové oceli nebo legované oceli, jako je ocel 45, 20CrMnTi atd. Tyto materiály mají vysokou pevnost, vysokou houževnatost a dobrou odolnost proti opotřebení, což splňuje požadavky na použití řetězu za složitých pracovních podmínek.
Rozměrová přesnost: Požadavky na rozměrovou přesnost přesných válečkových řetězů jsou vysoké a rozměrové tolerance rozteče, tloušťky destičky řetězu, průměru čepu atd. jsou obecně kontrolovány v rozmezí ±0,05 mm. Vysoce přesné rozměry mohou zajistit přesnost záběru řetězu a řetězového kola a snížit chyby převodu a hluk.
Povrchová úprava: Pro zlepšení odolnosti řetězu proti opotřebení a korozi se přesné válečkové řetězy obvykle povrchově upravují, například cementací, nitridací, zinkováním atd. Cementací lze dosáhnout povrchové tvrdosti řetězu 58-62HRC, nitridací 600-800HV a zinkováním lze účinně zabránit korozi řetězu.
1.2 Důležitost zkoušení tvrdosti
Zkoušení tvrdosti má velký význam při kontrole kvality přesných válečkových řetězů:
Zajištění pevnosti řetězu: Tvrdost je jedním z důležitých ukazatelů pro měření pevnosti materiálu. Prostřednictvím testování tvrdosti lze zajistit, aby tvrdost materiálu přesného válečkového řetězu splňovala konstrukční požadavky, aby se zajistilo, že řetěz během používání odolá dostatečnému napětí a nárazům a aby se zabránilo zlomení nebo poškození řetězu v důsledku nedostatečné pevnosti materiálu.
Vyhodnocení vlastností materiálu: Zkouška tvrdosti může odrážet změny mikrostruktury a vlastností materiálu. Například povrchová tvrdost řetězu po cementačním zpracování je vyšší, zatímco tvrdost jádra je relativně nízká. Prostřednictvím zkoušky tvrdosti lze vyhodnotit hloubku a rovnoměrnost cementované vrstvy, aby se posoudilo, zda je proces tepelného zpracování materiálu vhodný.
Kontrola kvality výroby: Ve výrobním procesu přesných válečkových řetězů je testování tvrdosti účinným prostředkem kontroly kvality. Testováním tvrdosti surovin, polotovarů a hotových výrobků lze včas odhalit problémy, které se mohou vyskytnout ve výrobním procesu, jako jsou vady materiálu, nesprávné tepelné zpracování atd., aby bylo možné přijmout odpovídající opatření ke zlepšení a zajištění stability a konzistence kvality výrobků.
Prodloužení životnosti: Testování tvrdosti pomáhá optimalizovat materiály a výrobní procesy přesných válečkových řetězů, čímž se zlepšuje odolnost řetězu proti opotřebení a únavě. Vysoce tvrdý povrch řetězu lépe odolává opotřebení, snižuje ztráty třením mezi řetězem a řetězovým kolem, prodlužuje životnost řetězu a snižuje náklady na údržbu zařízení.
Splnění průmyslových standardů: Ve strojírenském průmyslu musí tvrdost přesných válečkových řetězů obvykle splňovat příslušné národní nebo mezinárodní normy. Například norma GB/T 1243-2006 „Válečkové řetězy, pouzdrové válečkové řetězy a ozubené řetězy“ stanoví rozsah tvrdosti přesných válečkových řetězů. Prostřednictvím testování tvrdosti lze zajistit, aby výrobek splňoval požadavky normy, a zlepšit tak jeho konkurenceschopnost na trhu.

2. Standardy pro zkoušku tvrdosti

2.1 Domácí zkušební normy
Moje země formulovala řadu jasných a přísných norem pro zkoušku tvrdosti přesných válečkových řetězů, aby zajistila, že kvalita výrobků splňuje požadavky.
Standardní základ: Vychází především z normy GB/T 1243-2006 „Válečkové řetězy, pouzdrové válečkové řetězy a ozubené řetězy“ a dalších příslušných národních norem. Tyto normy specifikují rozsah tvrdosti přesných válečkových řetězů. Například u přesných válečkových řetězů vyrobených z oceli 45 by tvrdost čepů a pouzder měla být obecně regulována na 229-285 HBW; u cementovaných řetězů musí povrchová tvrdost dosáhnout 58-62 HRC a je také jasně požadována hloubka cementované vrstvy, obvykle 0,8-1,2 mm.
Zkušební metoda: Vnitrostátní normy doporučují pro testování použití tvrdoměru Brinell nebo Rockwell. Tvrdoměr Brinell je vhodný pro testování surovin a polotovarů s nízkou tvrdostí, jako jsou například tepelně nezpracované řetězové destičky. Hodnota tvrdosti se vypočítá působením určitého zatížení na povrch materiálu a měřením průměru vtisku; tvrdoměr Rockwell se často používá k testování hotových řetězů, které prošly tepelným zpracováním, jako jsou cementované čepy a pouzdra. Má rychlou detekční rychlost, jednoduchou obsluhu a umožňuje přímo odečíst hodnotu tvrdosti.
Odběr vzorků a testování dílů: Podle požadavků normy by měl být z každé šarže přesných válečkových řetězů náhodně vybrán určitý počet vzorků pro testování. U každého řetězu by měla být samostatně testována tvrdost různých dílů, jako je vnitřní deska řetězu, vnější deska řetězu, čep, pouzdro a válec. Například u čepu by měl být jeden zkušební bod odebrán uprostřed a na obou koncích, aby byla zajištěna úplnost a přesnost výsledků testu.
Stanovení výsledků: Výsledky zkoušek musí být stanoveny striktně v souladu s rozsahem tvrdosti stanoveným v normě. Pokud hodnota tvrdosti zkoušeného dílu překročí rozsah stanovený v normě, například tvrdost čepu je nižší než 229HBW nebo vyšší než 285HBW, řetěz se považuje za nekvalifikovaný výrobek a je nutné jej znovu tepelně zpracovat nebo provést jiná odpovídající opatření, dokud hodnota tvrdosti nesplňuje požadavky normy.

2.2 Mezinárodní testovací standardy
Ve světě existují také odpovídající normy pro zkoušení tvrdosti přesných válečkových řetězů a tyto normy mají na mezinárodním trhu široký vliv a uznání.
Norma ISO: ISO 606 „Řetězy a ozubená kola – Válečkové řetězy a pouzdrové válečkové řetězy – Rozměry, tolerance a základní charakteristiky“ je jednou z celosvětově široce používaných norem pro přesné válečkové řetězy. Tato norma také obsahuje podrobná ustanovení pro zkoušení tvrdosti přesných válečkových řetězů. Například pro přesné válečkové řetězy vyrobené z legované oceli je rozsah tvrdosti obecně 241–321 HBW; u řetězů, které byly nitridovány, musí povrchová tvrdost dosáhnout 600–800 HV a hloubka nitridační vrstvy musí být 0,3–0,6 mm.
Zkušební metoda: Mezinárodní normy také doporučují použití tvrdoměrů dle Brinella, Rockwella a Vickerse pro testování. Tvrdoměr dle Vickerse je vhodný pro testování součástí s vyšší povrchovou tvrdostí přesných válečkových řetězů, jako je povrch válečků po nitridaci, díky svému malému vtlačení. Dokáže přesněji měřit hodnotu tvrdosti, zejména při testování malých a tenkostěnných součástí.
Místo odběru vzorků a zkoušek: Množství vzorků a místo zkoušek požadované mezinárodními normami jsou podobné jako v domácích normách, ale výběr míst zkoušek je podrobnější. Například při zkoušení tvrdosti válečků je třeba odebrat a otestovat vzorky na vnějším obvodu a čelních plochách válečků, aby se komplexně vyhodnotila rovnoměrnost tvrdosti válečků. Kromě toho jsou zkoušky tvrdosti vyžadovány i pro spojovací části řetězu, jako jsou spojovací destičky řetězu a spojovací čepy, aby se zajistila pevnost a spolehlivost celého řetězu.
Posouzení výsledků: Mezinárodní normy jsou přísnější při posuzování výsledků zkoušek tvrdosti. Pokud výsledky zkoušek nesplňují požadavky normy, bude řetěz nejen posouzen jako nekvalifikovaný, ale bude nutné provést dvojitý odběr vzorků i u ostatních řetězů ze stejné šarže. Pokud i po dvojitém odběru vzorků zůstanou nekvalifikované výrobky, musí být šarže výrobků přepracována, dokud tvrdost všech řetězů nesplňuje požadavky normy. Tento přísný mechanismus posuzování účinně zaručuje úroveň kvality a spolehlivosti přesných válečkových řetězů na mezinárodním trhu.

3. Metoda zkoušení tvrdosti

3.1 Zkušební metoda tvrdosti podle Rockwella
Rockwellova metoda zkoušení tvrdosti je v současnosti jednou z nejpoužívanějších metod zkoušení tvrdosti, obzvláště vhodná pro zkoušení tvrdosti kovových materiálů, jako jsou přesné válečkové řetězy.
Princip: Tato metoda určuje hodnotu tvrdosti měřením hloubky vtlačení vtlačovacího tělíska (diamantového kužele nebo karbidové kuličky) do povrchu materiálu pod určitým zatížením. Vyznačuje se jednoduchým a rychlým ovládáním a umožňuje přímo odečíst hodnotu tvrdosti bez složitých výpočtů a měřicích nástrojů.
Rozsah použití: Pro detekci přesných válečkových řetězů se metoda Rockwellova testu tvrdosti používá hlavně k měření tvrdosti hotových řetězů po tepelném zpracování, jako jsou čepy a pouzdra. Je to proto, že tyto díly mají po tepelném zpracování vyšší tvrdost a jsou relativně velké, což je vhodné pro testování Rockwellovým tvrdoměrem.
Přesnost detekce: Rockwellova zkouška tvrdosti má vysokou přesnost a dokáže přesně odrážet změny tvrdosti materiálu. Chyba měření je obecně v rozmezí ±1 HRC, což splňuje požadavky na přesné měření tvrdosti válečkových řetězů.
Praktické použití: Při reálném testování se na tvrdoměru Rockwell obvykle používá stupnice HRC, která je vhodná pro testování materiálů s rozsahem tvrdosti 20-70HRC. Například u čepu přesného válečkového řetězu, který byl cementován, je jeho povrchová tvrdost obvykle mezi 58-62HRC. Tvrdoměr Rockwell dokáže rychle a přesně změřit hodnotu jeho tvrdosti, což poskytuje spolehlivý základ pro kontrolu kvality.

3.2 Zkušební metoda tvrdosti podle Brinella
Metoda zkoušení tvrdosti podle Brinella je klasická metoda zkoušení tvrdosti, která se široce používá při měření tvrdosti různých kovových materiálů, včetně surovin a polotovarů pro výrobu přesných válečkových řetězů.
Princip: Tato metoda vtlačí kalené ocelové nebo karbidové kuličky o určitém průměru do povrchu materiálu působením specifikovaného zatížení a udrží je po stanovenou dobu, poté zatížení odstraní, změří průměr vtisku a určí hodnotu tvrdosti výpočtem průměrného tlaku na kulovitý povrch vtisku.
Rozsah použití: Brinellova metoda zkoušení tvrdosti je vhodná pro zkoušení kovových materiálů s nižší tvrdostí, jako jsou suroviny pro přesné válečkové řetězy (například ocel 45) a polotovary, které nebyly tepelně zpracovány. Jejími charakteristikami jsou velké vrypy, které mohou odrážet makroskopické vlastnosti tvrdosti materiálu a jsou vhodné pro měření materiálů se střední tvrdostí.
Přesnost detekce: Přesnost detekce tvrdosti Brinellem je relativně vysoká a chyba měření se obvykle pohybuje v rozmezí ±2 %. Přesnost měření průměru vtisku přímo ovlivňuje přesnost hodnoty tvrdosti, takže v reálném provozu jsou vyžadovány vysoce přesné měřicí nástroje, jako jsou čtecí mikroskopy.
Praktické použití: Ve výrobním procesu přesných válečkových řetězů se metoda tvrdosti Brinell často používá k testování tvrdosti surovin, aby se zajistilo, že splňují konstrukční požadavky. Například u přesných válečkových řetězů vyrobených z oceli 45 by se tvrdost surovin měla obecně řídit mezi 170-230 HBW. Pomocí zkoušky tvrdosti Brinell lze přesně měřit hodnotu tvrdosti surovin a včas odhalit nekvalifikovanou tvrdost materiálů, čímž se zabrání vstupu nekvalifikovaných materiálů do následných výrobních článků.

3.3 Zkušební metoda tvrdosti dle Vickerse
Vickersova metoda zkoušky tvrdosti je metoda vhodná pro měření tvrdosti malých a tenkostěnných součástí a má jedinečné výhody při zkoušce tvrdosti přesných válečkových řetězů.
Princip: Tato metoda spočívá v tom, že se diamantový čtyřstěn s vrcholovým úhlem 136° zatlačí pod určitým zatížením do povrchu testovaného materiálu, zatížení se udrží po stanovenou dobu a poté se zatížení odstraní, změří se diagonální délka vtisku a stanoví se hodnota tvrdosti výpočtem průměrného tlaku na kuželovou plochu vtisku.
Rozsah použití: Vickersova metoda měření tvrdosti je vhodná pro měření materiálů se širokým rozsahem tvrdosti, zejména pro detekci součástí s vysokou povrchovou tvrdostí přesných válečkových řetězů, jako je povrch válečků po nitridaci. Její vtisk je malý a umožňuje přesně měřit tvrdost malých a tenkostěnných součástí, což je vhodné pro detekci s vysokými požadavky na rovnoměrnost povrchové tvrdosti.
Přesnost detekce: Vickersova zkouška tvrdosti má vysokou přesnost a chyba měření je obecně v rozmezí ±1HV. Přesnost měření diagonální délky vtisku je klíčová pro přesnost hodnoty tvrdosti, proto je pro měření nutný vysoce přesný měřicí mikroskop.
Praktické použití: Při zkoušce tvrdosti přesných válečkových řetězů se k určení povrchové tvrdosti válečků často používá metoda Vickers. Například u nitridovaných válečků musí povrchová tvrdost dosáhnout 600–800 HV. Pomocí Vickersovy zkoušky tvrdosti lze přesně měřit hodnoty tvrdosti na různých místech povrchu válečku a vyhodnotit hloubku a rovnoměrnost nitridační vrstvy, čímž se zajistí, že povrchová tvrdost válečku splňuje konstrukční požadavky, a zlepší se odolnost proti opotřebení a životnost řetězu.

4. Přístroj pro měření tvrdosti

4.1 Typ a princip přístroje
Přístroj na měření tvrdosti je klíčovým nástrojem pro zajištění přesnosti testování tvrdosti přesných válečkových řetězů. Běžné přístroje na měření tvrdosti jsou převážně následujících typů:
Tvrdoměr Brinell: Jeho princip spočívá ve vtlačení kalené ocelové nebo karbidové kuličky o určitém průměru do povrchu materiálu pod specifikovaným zatížením, jejím udržením po stanovenou dobu a následným odstraněním zatížení a výpočtu hodnoty tvrdosti měřením průměru vtisku. Tvrdoměr Brinell je vhodný pro testování kovových materiálů s nižší tvrdostí, jako jsou suroviny pro přesné válečkové řetězy a polotovary, které nebyly tepelně zpracovány. Jeho charakteristikou je velký vtisk, který může odrážet makroskopické vlastnosti tvrdosti materiálu. Je vhodný pro měření materiálů se střední tvrdostí a chyba měření je obecně v rozmezí ±2 %.
Tvrdoměr Rockwell: Tento přístroj určuje hodnotu tvrdosti měřením hloubky vtlačení vtlačovacího tělíska (diamantového kužele nebo karbidové kuličky) do povrchu materiálu pod určitým zatížením. Tvrdoměr Rockwell se snadno a rychle ovládá a umožňuje přímo odečíst hodnotu tvrdosti bez složitých výpočtů a měřicích nástrojů. Používá se hlavně k měření tvrdosti hotových řetězů po tepelném zpracování, jako jsou čepy a pouzdra. Chyba měření je obecně v rozmezí ±1 HRC, což splňuje požadavky na přesné testování tvrdosti válečkových řetězů.
Tvrdoměr Vickers: Princip tvrdoměru Vickers spočívá v tom, že se do povrchu testovaného materiálu pod určitým zatížením vtlačí diamantový čtyřúhelníkový jehlan s vrcholovým úhlem 136°, ponechá se po stanovenou dobu, zatížení se odstraní, změří se diagonální délka vtisku a stanoví se hodnota tvrdosti výpočtem průměrného tlaku, který nese kuželová plocha vtisku. Tvrdoměr Vickers je vhodný pro měření materiálů se širokým rozsahem tvrdosti, zejména pro testování dílů s vyšší povrchovou tvrdostí přesných válečkových řetězů, jako je povrch válečků po nitridaci. Jeho vtisk je malý a umožňuje přesně měřit tvrdost malých a tenkostěnných dílů a chyba měření je obecně v rozmezí ±1HV.

4.2 Výběr a kalibrace přístroje
Výběr vhodného přístroje pro měření tvrdosti a jeho přesná kalibrace je základem pro zajištění spolehlivosti výsledků testu:
Výběr přístroje: Vyberte vhodný přístroj pro měření tvrdosti podle požadavků na zkoušení přesných válečkových řetězů. Pro suroviny a polotovary, které nebyly tepelně zpracovány, by měl být zvolen tvrdoměr Brinell; pro hotové řetězy, které byly tepelně zpracovány, jako jsou čepy a pouzdra, by měl být zvolen tvrdoměr Rockwell; pro díly s vyšší povrchovou tvrdostí, jako je povrch válečků po nitridaci, by měl být zvolen tvrdoměr Vickers. Kromě toho by měly být pro splnění požadavků různých zkušebních článků zváženy také faktory, jako je přesnost, rozsah měření a snadnost ovládání přístroje.
Kalibrace přístroje: Přístroj na měření tvrdosti musí být před použitím kalibrován, aby byla zajištěna přesnost výsledků měření. Kalibraci by měla provádět kvalifikovaná kalibrační agentura nebo odborný personál v souladu s příslušnými normami a specifikacemi. Obsah kalibrace zahrnuje přesnost zatížení přístroje, velikost a tvar vnikácího tělíska, přesnost měřicího zařízení atd. Kalibrační cyklus se obecně určuje podle četnosti používání a stability přístroje, obvykle se pohybuje od 6 měsíců do 1 roku. Kvalifikované kalibrované přístroje by měly být doprovázeny kalibračním certifikátem a na přístroji by mělo být vyznačeno datum kalibrace a doba platnosti, aby byla zajištěna spolehlivost a sledovatelnost výsledků zkoušky.

5. Proces testování tvrdosti

5.1 Příprava a zpracování vzorku
Příprava vzorku je základním článkem přesného testování tvrdosti válečkových řetězů, který přímo ovlivňuje přesnost a spolehlivost výsledků testu.
Množství vzorků: V souladu s požadavky národní normy GB/T 1243-2006 a mezinárodní normy ISO 606 by měl být z každé šarže přesných válečkových řetězů náhodně vybrán určitý počet vzorků pro testování. Obvykle se z každé šarže vybere 3–5 řetězů jako zkušební vzorky, aby se zajistila reprezentativnost vzorků.
Místo odběru vzorků: U každého řetězu se tvrdost různých částí, jako je vnitřní článková deska, vnější článková deska, čepová hřídel, pouzdro a kladka, testuje samostatně. Například u čepové hřídele se jeden zkušební bod odebere uprostřed a na obou koncích; u kladky se vzorky odeberou a testují samostatně z vnějšího obvodu a čelní plochy kladky, aby se komplexně vyhodnotila rovnoměrnost tvrdosti každé součásti.
Zpracování vzorku: Během odběru vzorku musí být povrch vzorku čistý a rovný, bez oleje, rzi nebo jiných nečistot. U vzorků s oxidickými usazeninami nebo povlakem na povrchu se nejprve provede vhodné čištění nebo odstranění. Například u pozinkovaných řetězů se před zkouškou tvrdosti musí odstranit pozinkovaná vrstva na povrchu.

5.2 Kroky zkušebního provozu
Kroky zkušebního provozu jsou jádrem procesu zkoušky tvrdosti a musí být striktně prováděny v souladu s normami a specifikacemi, aby byla zajištěna přesnost výsledků zkoušky.
Výběr a kalibrace přístroje: Vyberte vhodný přístroj pro měření tvrdosti podle rozsahu tvrdosti a materiálových charakteristik zkoušeného objektu. Například pro cementované čepy a pouzdra by měly být zvoleny tvrdoměry Rockwell; pro suroviny a polotovary, které nebyly tepelně zpracovány, by měly být zvoleny tvrdoměry Brinell; pro válečky s vyšší povrchovou tvrdostí by měly být zvoleny tvrdoměry Vickers. Před měřením musí být přístroj pro měření tvrdosti kalibrován, aby se zajistilo, že přesnost zatížení, velikost a tvar vtlačovacího tělíska a přesnost měřicího zařízení splňují požadavky. Kvalifikované kalibrované přístroje by měly být doprovázeny kalibračním certifikátem a na přístroji by mělo být vyznačeno datum kalibrace a doba platnosti.
Zkušební provoz: Vzorek se umístí na pracovní stůl tvrdoměru tak, aby byl povrch vzorku kolmý k vtlačovacímu tělísku. V souladu s provozními postupy zvolené metody měření tvrdosti se aplikuje zatížení a ponechává se po stanovenou dobu, poté se zatížení odstraní a změří se velikost nebo hloubka vtisku. Například při zkoušce tvrdosti podle Rockwella se diamantový kuželový nebo karbidový vtlačovací tělísko vtlačí do povrchu testovaného materiálu určitým zatížením (například 150 kgf) a zatížení se po 10–15 sekundách odstraní a hodnota tvrdosti se přímo odečte; při zkoušce tvrdosti podle Brinella se kalená ocelová nebo karbidová kulička určitého průměru vtlačí do povrchu testovaného materiálu určitým zatížením (například 3000 kgf) a zatížení se po 10–15 sekundách odstraní. Průměr vtisku se změří pomocí čtecího mikroskopu a hodnota tvrdosti se získá výpočtem.
Opakované testování: Aby byla zajištěna spolehlivost výsledků testů, měl by být každý testovací bod testován opakovaně několikrát a průměrná hodnota se považuje za konečný výsledek testu. Za normálních okolností by měl být každý testovací bod testován opakovaně 3–5krát, aby se snížily chyby měření.

5.3 Záznam a analýza dat
Záznam a analýza dat je posledním článkem v procesu testování tvrdosti. Tříděním a analýzou zkušebních dat lze vyvodit vědecké a rozumné závěry, které poskytují základ pro kontrolu kvality výrobku.
Záznam dat: Veškerá data získaná během zkušebního procesu musí být podrobně zaznamenána ve zkušební zprávě, včetně čísla vzorku, místa zkoušky, zkušební metody, hodnoty tvrdosti, data zkoušky, zkušebního personálu a dalších informací. Záznamy dat by měly být jasné, přesné a úplné, aby usnadnily následné použití a analýzu.
Analýza dat: Statistická analýza zkušebních dat, výpočet statistických parametrů, jako je průměrná hodnota tvrdosti a směrodatná odchylka každého zkušebního bodu, a vyhodnocení rovnoměrnosti a konzistence tvrdosti. Například pokud je průměrná tvrdost čepu šarže přesných válečkových řetězů 250 HBW a směrodatná odchylka je 5 HBW, znamená to, že tvrdost šarže řetězů je relativně rovnoměrná a kontrola kvality je dobrá; pokud je směrodatná odchylka velká, může docházet ke kolísání kvality ve výrobním procesu a je nutné další zkoumání příčiny a přijetí zlepšovacích opatření.
Stanovení výsledků: Porovnejte výsledky zkoušky s rozsahem tvrdosti uvedeným v národních nebo mezinárodních normách, abyste zjistili, zda je vzorek kvalifikovaný. Pokud hodnota tvrdosti v testovaném místě překročí rozsah stanovený v normě, například tvrdost čepu je nižší než 229 HBW nebo vyšší než 285 HBW, řetěz se považuje za nekvalifikovaný výrobek a je nutné jej znovu tepelně ošetřit nebo provést jiná odpovídající ošetření, dokud hodnota tvrdosti nesplňuje požadavky normy. U nekvalifikovaných výrobků by měl být jejich stav nekvalifikace podrobně zaznamenán a důvody by měly být analyzovány, aby bylo možné přijmout cílená opatření ke zlepšení kvality výrobku.

6. Faktory ovlivňující zkoušku tvrdosti

6.1 Dopad testovacího prostředí

Zkušební prostředí má důležitý vliv na přesnost výsledků zkoušek tvrdosti přesných válečkových řetězů.

Vliv teploty: Změny teploty ovlivňují přesnost tvrdoměru a tvrdost materiálu. Například, když je okolní teplota příliš vysoká nebo příliš nízká, mechanické a elektronické součástky tvrdoměru se mohou vlivem tepla roztahovat a smršťovat, což vede k chybám měření. Obecně řečeno, optimální provozní teplotní rozsah tvrdoměrů Brinell, Rockwell a Vickers je 10 °C až 35 °C. Při překročení tohoto teplotního rozsahu se může chyba měření tvrdoměru zvýšit přibližně o ±1 HRC nebo ±2 HV. Zároveň nelze ignorovat vliv teploty na tvrdost materiálu. Například u materiálu přesných válečkových řetězů, jako je ocel 45#, se jeho tvrdost může při nízkých teplotách mírně zvýšit, zatímco při vysokých teplotách se tvrdost sníží. Proto by se při zkoušení tvrdosti mělo provádět co nejvíce v prostředí s konstantní teplotou a měla by se zaznamenávat okolní teplota v daném okamžiku, aby se výsledky zkoušek mohly korigovat.
Vliv vlhkosti: Vliv vlhkosti na měření tvrdosti se projevuje především v elektronických součástkách tvrdoměru a na povrchu vzorku. Nadměrná vlhkost může způsobit, že elektronické součástky tvrdoměru zvlhnou, což ovlivňuje jeho přesnost a stabilitu měření. Například pokud relativní vlhkost přesáhne 80 %, může se chyba měření tvrdoměru zvýšit přibližně o ±0,5 HRC nebo ±1 HV. Kromě toho může vlhkost na povrchu vzorku také vytvořit vodní film, který ovlivňuje kontakt mezi vtlačovacím tělískem tvrdoměru a povrchem vzorku, což vede k chybám měření. Pro zajištění spolehlivosti výsledků měření se doporučuje provádět měření tvrdosti přesných válečkových řetězů v prostředí s relativní vlhkostí 30 % – 70 %.
Vliv vibrací: Vibrace v testovacím prostředí mohou ovlivnit měření tvrdosti. Například vibrace generované provozem blízkého mechanického obráběcího zařízení mohou způsobit mírné posunutí vnikácího tělesa tvrdoměru během měření, což vede k chybám měření. Vibrace mohou také ovlivnit přesnost aplikace zatížení a stabilitu tvrdoměru, a tím i přesnost hodnoty tvrdosti. Obecně řečeno, při provádění měření tvrdosti v prostředí s velkými vibracemi se může chyba měření zvýšit přibližně o ±0,5 HRC nebo ±1 HV. Proto byste se při provádění měření tvrdosti měli snažit zvolit místo mimo zdroj vibrací a přijmout vhodná opatření ke snížení vibrací, například instalaci podložky pro snížení vibrací na spodní stranu tvrdoměru, aby se snížil dopad vibrací na výsledky měření.

6.2 Vliv operátora
Profesionální úroveň a provozní návyky obsluhy mají důležitý vliv na přesnost výsledků zkoušek tvrdosti přesných válečkových řetězů.
Obsluha: Znalost obsluhy přístrojů pro měření tvrdosti přímo ovlivňuje přesnost výsledků testu. Například u tvrdoměru Brinell musí obsluha přesně změřit průměr vtisku a chyba měření může způsobit odchylku hodnoty tvrdosti. Pokud obsluha není obeznámena s používáním měřicího přístroje, může se chyba měření zvýšit přibližně o ±2 %. U tvrdoměrů Rockwell a Vickers musí obsluha správně aplikovat zátěž a odečíst hodnotu tvrdosti. Nesprávná obsluha může způsobit zvýšení chyby měření přibližně o ±1 HRC nebo ±1 HV. Proto by obsluha měla absolvovat odborné školení a být znát metody obsluhy a bezpečnostní opatření při práci s přístrojem pro měření tvrdosti, aby byla zajištěna přesnost výsledků testu.
Zkušenosti s testováním: Zkušenosti operátora s testováním také ovlivní přesnost výsledků testu tvrdosti. Zkušení operátoři dokáží lépe posoudit problémy, které se mohou během testu vyskytnout, a přijmout odpovídající opatření k jejich nápravě. Pokud se například během testu zjistí abnormální hodnota tvrdosti, mohou zkušení operátoři na základě zkušeností a odborných znalostí posoudit, zda se jedná o problém se samotným vzorkem, zda testovací operace nebo přístroj selhaly, a včas to řešit. Nezkušení operátoři mohou s abnormálními výsledky zacházet nesprávně, což vede k chybnému úsudku. Proto by se podniky měly zaměřit na rozvíjení zkušeností operátorů s testováním a zlepšovat úroveň testování prostřednictvím pravidelného školení a praxe.
Odpovědnost: Odpovědnost operátorů je také zásadní pro přesnost výsledků testů tvrdosti. Operátoři se silným smyslem pro odpovědnost budou striktně dodržovat normy a specifikace, pečlivě zaznamenávat data z testů a pečlivě analyzovat výsledky testů. Například během testu musí operátor test pro každý zkušební bod několikrát opakovat a jako konečný výsledek testu považovat průměrnou hodnotu. Pokud operátor nenese odpovědnost, může opakované kroky testu vynechat, což vede ke snížení spolehlivosti výsledků testů. Podniky by proto měly posílit vzdělávání operátorů v oblasti odpovědnosti, aby byla zajištěna důslednost a přesnost testovací práce.

6.3 Vliv přesnosti zařízení
Přesnost přístroje na měření tvrdosti je klíčovým faktorem ovlivňujícím přesnost výsledků měření tvrdosti přesných válečkových řetězů.
Přesnost přístroje: Přesnost přístroje pro měření tvrdosti přímo ovlivňuje přesnost výsledků zkoušky. Například chyba měření tvrdoměru Brinell je obvykle v rozmezí ±2 %, chyba měření tvrdoměru Rockwell je obvykle v rozmezí ±1 HRC a chyba měření tvrdoměru Vickers je obvykle v rozmezí ±1 HV. Pokud přesnost přístroje nesplňuje požadavky, nelze zaručit přesnost výsledků zkoušky. Proto by se při výběru přístroje pro měření tvrdosti měl zvolit přístroj s vysokou přesností a dobrou stabilitou a měla by se provádět pravidelná kalibrace a údržba, aby se zajistilo, že přesnost přístroje splňuje požadavky zkoušky.
Kalibrace přístroje: Kalibrace přístroje pro měření tvrdosti je základem pro zajištění přesnosti výsledků zkoušky. Kalibraci přístroje by měla provádět kvalifikovaná kalibrační agentura nebo odborný personál a měla by být prováděna v souladu s příslušnými normami a specifikacemi. Obsah kalibrace zahrnuje přesnost zatížení přístroje, velikost a tvar vtlačovacího tělíska, přesnost měřicího zařízení atd. Kalibrační cyklus se obecně určuje podle četnosti používání a stability přístroje, obvykle 6 měsíců až 1 rok. Kvalifikované kalibrované přístroje by měly být doprovázeny kalibračním certifikátem a na přístroji by mělo být vyznačeno datum kalibrace a doba platnosti. Pokud přístroj není kalibrován nebo kalibrace selže, nelze zaručit přesnost výsledků zkoušky. Například nekalibrovaný tvrdoměr může způsobit zvýšení chyby měření o přibližně ±2HRC nebo ±5HV.
Údržba přístrojů: Údržba přístrojů pro měření tvrdosti je také klíčovým článkem pro zajištění přesnosti výsledků zkoušek. Během používání přístroje se může přesnost měnit v důsledku mechanického opotřebení, stárnutí elektronických součástek atd. Proto by podniky měly zavést kompletní systém údržby přístrojů a pravidelně provádět údržbu a servis přístroje. Například pravidelně čistit optickou čočku přístroje, kontrolovat opotřebení vnikáku, kalibrovat snímač zatížení atd. Pravidelnou údržbou lze včas odhalit a vyřešit problémy s přístrojem, aby byla zajištěna jeho přesnost a stabilita.

7. Stanovení a použití výsledků zkoušek tvrdosti

7.1 Standard pro stanovení výsledků
Stanovení výsledků zkoušek tvrdosti přesných válečkových řetězů se provádí přísně v souladu s příslušnými normami, aby se zajistilo, že kvalita výrobku splňuje požadavky.
Stanovení vnitrostátních norem: Podle národních norem, jako je GB/T 1243-2006 „Válečkové řetězy, pouzdrové válečkové řetězy a ozubené řetězy“, mají přesné válečkové řetězy z různých materiálů a procesů tepelného zpracování jasné požadavky na rozsah tvrdosti. Například u přesných válečkových řetězů vyrobených z oceli 45 by tvrdost čepů a pouzder měla být kontrolována na 229-285HBW; povrchová tvrdost řetězu po cementačním ošetření musí dosáhnout 58-62HRC a hloubka cementované vrstvy je 0,8-1,2 mm. Pokud výsledky testu překročí tento rozsah, například tvrdost čepu je nižší než 229HBW nebo vyšší než 285HBW, bude řetěz posouzen jako nekvalifikovaný.
Mezinárodní standardizační posouzení: Podle normy ISO 606 a dalších mezinárodních norem je rozsah tvrdosti přesných válečkových řetězů vyrobených z legované oceli obecně 241-321HBW, povrchová tvrdost řetězu po nitridačním ošetření musí dosáhnout 600-800HV a hloubka nitridační vrstvy musí být 0,3-0,6 mm. Mezinárodní normy jsou při posuzování výsledků přísnější. Pokud výsledky testů nesplňují požadavky, bude řetěz nejen posouzen jako nesplňující, ale bude nutné pro odběr vzorků zdvojnásobit stejnou šarži výrobků. Pokud stále existují nesplňující výrobky, musí být šarže výrobků přepracována.
Požadavky na opakovatelnost a reprodukovatelnost: Aby byla zajištěna spolehlivost výsledků zkoušek, je nutné každý zkušební bod opakovaně testovat, obvykle 3–5krát, a jako konečný výsledek se bere průměrná hodnota. Rozdíl ve výsledcích zkoušek stejného vzorku různými operátory by měl být kontrolován v určitém rozmezí, například rozdíl ve výsledcích zkoušek tvrdosti dle Rockwella obecně nepřesahuje ±1 HRC, rozdíl ve výsledcích zkoušek tvrdosti dle Brinella obecně nepřesahuje ±2 % a rozdíl ve výsledcích zkoušek tvrdosti dle Vickerse obecně nepřesahuje ±1 HV.

7.2 Využití výsledků a kontrola kvality
Výsledky testů tvrdosti nejsou jen základem pro určení, zda je výrobek kvalifikovaný, ale také důležitým referenčním bodem pro kontrolu kvality a zlepšování procesů.
Kontrola kvality: Prostřednictvím testování tvrdosti lze včas odhalit problémy ve výrobním procesu, jako jsou vady materiálu a nesprávné tepelné zpracování. Pokud například test zjistí, že tvrdost řetězu je nižší než standardní požadavek, může to být způsobeno nedostatečnou teplotou tepelného zpracování nebo nedostatečnou dobou výdrže; pokud je tvrdost vyšší než standardní požadavek, může to být způsobeno nadměrným kalením při tepelném zpracování. Na základě výsledků testu může společnost včas upravit výrobní proces, aby zajistila stabilitu a konzistenci kvality výrobku.
Zlepšení procesu: Výsledky testů tvrdosti pomáhají optimalizovat výrobní proces přesných válečkových řetězů. Například analýzou změn tvrdosti řetězu při různých procesech tepelného zpracování může společnost určit optimální parametry tepelného zpracování a zlepšit odolnost řetězu proti opotřebení a únavě. Zároveň může testování tvrdosti poskytnout základ pro výběr surovin, aby se zajistilo, že tvrdost surovin splňuje konstrukční požadavky, a tím se zlepší celková kvalita výrobku.
Přijetí a dodání výrobku: Předtím, než výrobek opustí továrnu, jsou výsledky testu tvrdosti důležitým základem pro přijetí zákazníkem. Zpráva o testu tvrdosti, která splňuje normové požadavky, může zvýšit důvěru zákazníků v výrobek a podpořit prodej a marketing výrobku. U výrobků, které nesplňují normy, musí společnost je před dodáním zákazníkům přepracovat, dokud neprojdou testem tvrdosti, což pomáhá zlepšit reputaci společnosti na trhu a spokojenost zákazníků.
Sledovatelnost kvality a neustálé zlepšování: Zaznamenávání a analýza výsledků zkoušek tvrdosti může poskytnout datovou podporu pro sledovatelnost kvality. Pokud se vyskytnou problémy s kvalitou, mohou společnosti sledovat výsledky zkoušek, aby zjistily jejich příčinu a přijaly cílená opatření ke zlepšení. Zároveň mohou společnosti prostřednictvím dlouhodobého shromažďování a analýzy dat ze zkoušek odhalit potenciální problémy s kvalitou a směry zlepšování procesů a dosáhnout neustálého zlepšování a zvyšování kvality.