Täppisrulliketi kõvaduskatse ülevaade

1. Täppisrulliketi kõvaduskatse ülevaade

1.1 Täppisrulliketi põhiomadused
Täppisrullikett on mehaanilises ülekandes laialdaselt kasutatav ketitüüp. Selle põhiomadused on järgmised:
Konstruktsiooniline koostis: Täppisrullikett koosneb sisemisest ketiplaadist, välimisest ketiplaadist, tihvtivõllist, hülsist ja rullikust. Sisemine ja välimine ketiplaat on ühendatud tihvtivõlliga, hülss on tihvtivõllil ja rull on paigaldatud hülsi välisküljele. See konstruktsioon võimaldab ketil ülekande ajal taluda suuri tõmbe- ja löökjõude.
Materjali valik: Täppisrullkett on tavaliselt valmistatud kvaliteetsest süsinikterasest või legeerterasest, näiteks 45-terasest, 20CrMnTi-st jne. Nendel materjalidel on kõrge tugevus, kõrge sitkus ja hea kulumiskindlus, mis vastab keti kasutusnõuetele keerulistes töötingimustes.
Mõõtmete täpsus: Täppisrulliketi mõõtmete täpsuse nõuded on kõrged ning sammu, ketiplaadi paksuse, tihvti võlli läbimõõdu jms mõõtmete tolerantsid on üldiselt kontrollitud ±0,05 mm piires. Ülitäpsed mõõtmed tagavad keti ja ketiratta hambumistäpsuse ning vähendavad ülekandevigu ja müra.
Pinnatöötlus: Keti kulumiskindluse ja korrosioonikindluse parandamiseks töödeldakse täppisrullkette tavaliselt pinnatöötlusega, näiteks karastamise, nitrideerimise, tsingimise jms abil. Karastamine võib viia keti pinna kõvaduseni 58–62 HRC, nitrideerimine võib viia pinna kõvaduseni 600–800 HV ja tsingimine aitab tõhusalt vältida keti roostetamist.
1.2 Kõvaduse testimise olulisus
Kõvaduse testimine on täppisrullikettide kvaliteedikontrollis väga oluline:
Keti tugevuse tagamine: Kõvadus on materjali tugevuse mõõtmise üks olulisi näitajaid. Kõvadustesti abil saab tagada, et täppisrulliketi materjali kõvadus vastab konstruktsiooninõuetele, et tagada keti piisava pinge ja löögi talumine kasutamise ajal ning vältida keti purunemist või kahjustusi ebapiisava materjali tugevuse tõttu.
Materjali omaduste hindamine: Kõvaduskatsed võivad kajastada materjali mikrostruktuuri ja jõudluse muutusi. Näiteks keti pinna kõvadus pärast karastamist on suurem, samas kui südamiku kõvadus on suhteliselt madal. Kõvaduskatsete abil saab hinnata karastatud kihi sügavust ja ühtlust, et otsustada, kas materjali kuumtöötlusprotsess on mõistlik.
Tootmiskvaliteedi kontroll: Täppisrullkettide tootmisprotsessis on kõvaduse testimine tõhus kvaliteedikontrolli vahend. Toorainete, pooltoodete ja valmistoodete kõvaduse testimise abil saab õigeaegselt avastada tootmisprotsessis esineda võivaid probleeme, nagu materjalidefektid, ebaõige kuumtöötlus jne, et võtta vastavaid meetmeid toote kvaliteedi stabiilsuse ja järjepidevuse parandamiseks ja tagamiseks.
Kasutusaja pikendamine: Kõvadustestimine aitab optimeerida täppisrullkettide materjale ja tootmisprotsesse, parandades seeläbi keti kulumiskindlust ja väsimuskindlust. Suure kõvadusega keti pind peab paremini vastu kulumisele, vähendab hõõrdekadu keti ja ketiratta vahel, pikendab keti kasutusiga ja vähendab seadmete hoolduskulusid.
Vastab tööstusstandarditele: Masinatööstuses peab täppisrullkettide kõvadus tavaliselt vastama asjakohastele riiklikele või rahvusvahelistele standarditele. Näiteks standard GB/T 1243-2006 „Rullketid, puksrullketid ja hammasketid” sätestab täppisrullkettide kõvadusvahemiku. Kõvaduskatsete abil saab tagada toote vastavuse standardi nõuetele ja parandada toote konkurentsivõimet turul.

2. Kõvaduskatse standardid

2.1 Riigisisesed katsestandardid
Minu riik on sõnastanud rea selgeid ja rangeid standardeid täppisrullkettide kõvaduskatse jaoks, et tagada toote kvaliteedi vastavus nõuetele.
Standardi alus: Põhineb peamiselt standardil GB/T 1243-2006 „Rullkett, puksrullkett ja hammaskett” ja muudel asjakohastel riiklikel standarditel. Need standardid määravad täppisrullkettide kõvadusvahemiku. Näiteks 45-terasest täppisrullkettide puhul peaks tihvtide ja pukside kõvadus olema üldiselt 229–285 HBW juures; karastatud kettide puhul peab pinna kõvadus olema 58–62 HRC ja karastatud kihi paksus on samuti selgelt nõutav, tavaliselt 0,8–1,2 mm.
Katsemeetod: Siseriiklikud standardid soovitavad testimiseks kasutada Brinelli või Rockwelli kõvadustestrit. Brinelli kõvadustester sobib madala kõvadusega toorainete ja pooltoodete, näiteks kuumtöödeldamata ketiplaatide testimiseks. Kõvaduse väärtus arvutatakse materjali pinnale teatud koormuse rakendamise ja süvendi läbimõõdu mõõtmise teel; Rockwelli kõvadustestrit kasutatakse sageli kuumtöödeldud valmiskettide, näiteks karastatud tihvtide ja hülsside testimiseks. Sellel on kiire tuvastuskiirus, lihtne käsitsemine ja see suudab kõvaduse väärtust otse lugeda.
Proovide võtmine ja testimine: Standardi nõuete kohaselt tuleks igast täppisrullkettide partiist valida testimiseks juhuslik arv proove. Iga keti puhul tuleks eraldi testida erinevate osade, näiteks sisemise ketiplaadi, välimise ketiplaadi, tihvti, hülsi ja rulli kõvadust. Näiteks tihvti puhul tuleks võtta üks katsepunkt keskelt ja mõlemast otsast, et tagada testitulemuste terviklikkus ja täpsus.
Tulemuste kindlaksmääramine: Katsetulemused tuleb määrata rangelt vastavalt standardis määratletud kõvadusvahemikule. Kui katseosa kõvadus ületab standardis määratletud vahemiku, näiteks kui tihvti kõvadus on alla 229HBW või üle 285HBW, loetakse kett kvalifitseerimata tooteks ja seda tuleb uuesti kuumtöödelda või kasutada muid vastavaid töötlusmeetmeid, kuni kõvadus vastab standardi nõuetele.

2.2 Rahvusvahelised testimisstandardid
Maailmas on olemas ka vastavad standardsüsteemid täppisrullkettide kõvaduse testimiseks ning neil standarditel on rahvusvahelisel turul laialdane mõju ja tunnustus.
ISO standard: ISO 606 „Ketid ja ketirattad – Rullketid ja puksrullketid – Mõõtmed, tolerantsid ja põhiomadused” on üks maailmas laialdaselt kasutatavaid täppisrullkettide standardeid. See standard sisaldab ka üksikasjalikke sätteid täppisrullkettide kõvaduse testimiseks. Näiteks legeerterasest valmistatud täppisrullkettide kõvadusvahemik on üldiselt 241–321HBW; nitriiditud kettide puhul peab pinna kõvadus ulatuma 600–800HV-ni ja nitriidikihi paksus peab olema 0,3–0,6 mm.
Katsemeetod: Rahvusvahelised standardid soovitavad testimiseks kasutada ka Brinelli, Rockwelli ja Vickersi kõvadusmõõtureid. Vickersi kõvadusmõõtur sobib täppisrullikute suurema pinnakõvadusega osade, näiteks nitriidimisega töödeldud rullipinna testimiseks tänu väikesele taandele. See võimaldab kõvaduse väärtust täpsemalt mõõta, eriti väikeste ja õhukeseinaliste osade testimisel.
Proovivõtu- ja katsekoht: Rahvusvaheliste standardite nõutav proovivõtukogus ja katsekoht on sarnased siseriiklike standarditega, kuid katsekohtade valik on detailsem. Näiteks rullide kõvaduse testimisel tuleb rullide välisküljelt ja otsapindadelt võtta proovid ja neid testida, et hinnata igakülgselt rullide kõvaduse ühtlust. Lisaks on vaja teha kõvaduskatseid ka keti ühendusdetailidele, näiteks ühendusketile ja ühendustihvtidele, et tagada kogu keti tugevus ja töökindlus.
Tulemuste hindamine: Rahvusvahelised standardid on kõvaduskatsete tulemuste hindamisel rangemad. Kui katsetulemused ei vasta standardi nõuetele, siis mitte ainult ei loeta ketti mittevastavaks, vaid ka sama tootepartii teistelt kettidelt tuleb võtta topeltproovid. Kui pärast topeltproovide võtmist on endiselt mittevastavaid tooteid, tuleb tootepartiid uuesti töödelda, kuni kõigi kettide kõvadus vastab standardi nõuetele. See range hindamismehhanism tagab tõhusalt täppisrullikettide kvaliteeditaseme ja töökindluse rahvusvahelisel turul.

3. Kõvaduse katsemeetod

3.1 Rockwelli kõvaduse mõõtmise meetod
Rockwelli kõvaduskatse meetod on praegu üks enimkasutatavaid kõvaduskatse meetodeid, mis sobib eriti hästi metallmaterjalide, näiteks täppisrullkettide kõvaduse testimiseks.
Põhimõte: See meetod määrab kõvaduse väärtuse, mõõtes teatud koormuse all materjali pinnale surutud süvendi (teemantkoonuse või karbiidkuuli) sügavust. Seda iseloomustab lihtne ja kiire töö ning kõvaduse väärtuse otselugemine ilma keerukate arvutuste ja mõõtevahenditeta.
Rakendusala: Täppisrullikettide tuvastamiseks kasutatakse Rockwelli kõvadustesti meetodit peamiselt valmiskettide, näiteks tihvtide ja hülsside kõvaduse mõõtmiseks pärast kuumtöötlust. Seda seetõttu, et neil osadel on pärast kuumtöötlust suurem kõvadus ja nad on suhteliselt suured, mis sobib Rockwelli kõvadustestiga testimiseks.
Tuvastustäpsus: Rockwelli kõvadustestil on kõrge täpsus ja see suudab täpselt kajastada materjali kõvaduse muutusi. Selle mõõtmisviga on üldiselt ±1 HRC piires, mis vastab täppisrulliketi kõvaduse testimise nõuetele.
Praktiline rakendus: Tegelikus testimises kasutab Rockwelli kõvadusmõõtur tavaliselt HRC skaalat, mis sobib materjalide testimiseks kõvadusvahemikus 20–70 HRC. Näiteks täppisrullketi tihvti, mis on karastatud, pinna kõvadus on tavaliselt vahemikus 58–62 HRC. Rockwelli kõvadusmõõtur suudab kõvaduse väärtust kiiresti ja täpselt mõõta, pakkudes usaldusväärset alust kvaliteedikontrolliks.

3.2 Brinelli kõvaduse mõõtmise meetod
Brinelli kõvaduskatse meetod on klassikaline kõvaduskatse meetod, mida kasutatakse laialdaselt mitmesuguste metallmaterjalide, sealhulgas täppisrullkettide toorainete ja pooltoodete kõvaduse mõõtmisel.
Põhimõte: See meetod surub teatud läbimõõduga karastatud teraskuuli või karbiidist kuuli materjali pinnale kindlaksmääratud koormuse mõjul ja hoiab seda kindlaksmääratud aja jooksul, seejärel eemaldab koormuse, mõõdab süvendi läbimõõtu ja määrab kõvaduse väärtuse, arvutades süvendi sfäärilisele pinnale avaldatava keskmise rõhu.
Rakendusala: Brinelli kõvadusmeetod sobib madalama kõvadusega metallmaterjalide, näiteks täppisrullkettide (näiteks 45 terase) ja kuumtöödeldamata pooltoodete, testimiseks. Selle iseloomulikeks tunnusteks on suured süvendid, mis võivad peegeldada materjali makroskoopilisi kõvadusomadusi ja sobivad keskmise kõvaduse vahemikus olevate materjalide mõõtmiseks.
Tuvastustäpsus: Brinelli kõvaduse tuvastamise täpsus on suhteliselt kõrge ja mõõtmisviga on üldiselt ± 2% piires. Süvendi läbimõõdu mõõtmistäpsus mõjutab otseselt kõvaduse väärtuse täpsust, seega on tegelikus töös vaja ülitäpseid mõõtevahendeid, näiteks lugemismikroskoope.
Praktiline rakendus: Täppisrullkettide tootmisprotsessis kasutatakse tooraine kõvaduse testimiseks sageli Brinelli kõvaduskatse meetodit, et tagada nende vastavus projekteerimisnõuetele. Näiteks 45-terasest täppisrullkettide puhul tuleks tooraine kõvadust üldiselt kontrollida vahemikus 170–230 HBW. Brinelli kõvaduskatse abil saab tooraine kõvaduse väärtust täpselt mõõta ja materjalide mittevastavat kõvadust õigeaegselt avastada, takistades seeläbi mittevastava materjali sattumist järgmistesse tootmislülidesse.

3.3 Vickersi kõvaduskatse meetod
Vickersi kõvaduskatse meetod sobib väikeste ja õhukeseinaliste osade kõvaduse mõõtmiseks ning sellel on ainulaadsed eelised täppisrullikettide kõvaduskatses.
Põhimõte: Selle meetodi puhul surutakse testitava materjali pinnale teatud koormuse all 136° tipunurgaga teemanttetraeeder, hoitakse koormust kindlaksmääratud aja jooksul ja seejärel eemaldatakse koormus, mõõdetakse süvendi diagonaali pikkust ja määratakse kõvaduse väärtus, arvutades süvendi koonilisele pinnale avaldatava keskmise rõhu.
Rakendusala: Vickersi kõvaduskatse meetod sobib laia kõvadusvahemikuga materjalide mõõtmiseks, eriti täppisrullikute kõrge pinnakõvadusega osade, näiteks nitriidimisega töödeldud rullide pinna tuvastamiseks. Selle väike taane on suur ja see võimaldab täpselt mõõta väikeste ja õhukeseinaliste osade kõvadust, mis sobib tuvastamiseks, mille puhul on pinnakõvaduse ühtlusele esitatavad kõrged nõuded.
Tuvastustäpsus: Vickersi kõvadustestil on kõrge täpsus ja mõõtmisviga on üldiselt ±1 HV piires. Süvendi diagonaali pikkuse mõõtmise täpsus on kõvadusväärtuse täpsuse seisukohalt ülioluline, seega on mõõtmiseks vaja ülitäpset mõõtemikroskoopi.
Praktiline rakendus: Täppisrullikettide kõvaduskatsetes kasutatakse rullide pinna kõvaduse määramiseks sageli Vickersi kõvaduskatse meetodit. Näiteks nitriiditud rullide puhul peab pinna kõvadus ulatuma 600–800 HV-ni. Vickersi kõvaduskatse abil saab täpselt mõõta kõvaduse väärtusi rulli pinna erinevates kohtades ning hinnata nitriidikihi sügavust ja ühtlust, tagades seeläbi, et rulli pinna kõvadus vastab konstruktsiooninõuetele ning parandades keti kulumiskindlust ja kasutusiga.

4. Kõvaduse testimise instrument

4.1 Instrumendi tüüp ja põhimõte
Kõvadusmõõtmise instrument on peamine tööriist täppisrullikettide kõvaduse mõõtmise täpsuse tagamiseks. Levinumad kõvaduse mõõtmise instrumendid on peamiselt järgmist tüüpi:
Brinelli kõvadusmõõtur: selle põhimõte on suruda teatud läbimõõduga karastatud teraskuul või karbiidist kuul materjali pinnale kindlaksmääratud koormuse all, hoida seda kindlaksmääratud aja jooksul ja seejärel koormus eemaldada ning kõvaduse väärtus arvutada taande läbimõõdu mõõtmise teel. Brinelli kõvadusmõõtur sobib madalama kõvadusega metallmaterjalide, näiteks täppisrullkettide toorainete ja kuumtöödeldamata pooltoodete testimiseks. Selle omadusteks on suur taane, mis võib peegeldada materjali makroskoopilisi kõvadusomadusi. See sobib keskmise kõvaduse vahemikus olevate materjalide mõõtmiseks ja mõõtmisviga on üldiselt ±2% piires.
Rockwelli kõvadusmõõtur: see mõõteriist määrab kõvaduse väärtuse, mõõtes teatud koormuse all materjali pinnale surutud süvendi (teemantkoonuse või karbiidkuuli) sügavust. Rockwelli kõvadusmõõturit on lihtne ja kiire kasutada ning see suudab kõvaduse väärtuse otse lugeda ilma keerukate arvutuste ja mõõtevahenditeta. Seda kasutatakse peamiselt valmiskettide, näiteks tihvtide ja hülsside kõvaduse mõõtmiseks pärast kuumtöötlust. Mõõtmisviga on üldiselt ±1 HRC piires, mis vastab rullkettide täppiskõvadustesti nõuetele.
Vickersi kõvadusmõõtur: Vickersi kõvadusmõõturi põhimõte on suruda testitava materjali pinnale teatud koormuse all 136° tipunurgaga teemantne nelinurkne püramiid, hoida seda teatud aja jooksul, eemaldada koormus, mõõta süvendi diagonaali pikkust ja määrata kõvaduse väärtus, arvutades süvendi koonilise pinna keskmise rõhu. Vickersi kõvadusmõõtur sobib laia kõvadusvahemikuga materjalide mõõtmiseks, eriti täppisrullikute suurema pinnakõvadusega osade, näiteks nitriidimisega töödeldud rullide pinna testimiseks. Selle süvend on väike ja see suudab täpselt mõõta väikeste ja õhukeseinaliste osade kõvadust ning mõõtmisviga on üldiselt ±1HV piires.

4.2 Instrumentide valik ja kalibreerimine
Sobiva kõvadusmõõtmise instrumendi valimine ja selle täpne kalibreerimine on alus katsetulemuste usaldusväärsuse tagamisele:
Instrumendi valik: Valige täppisrullkettide testimisnõuete kohaselt sobiv kõvadusmõõtur. Kuumtöödeldamata toorainete ja pooltoodete puhul tuleks valida Brinelli kõvadusmõõtur; kuumtöödeldud valmiskettide, näiteks tihvtide ja hülsside puhul tuleks valida Rockwelli kõvadusmõõtur; suurema pinnakõvadusega osade, näiteks nitriidimisega töödeldud rullipinna puhul tuleks valida Vickersi kõvadusmõõtur. Lisaks tuleks erinevate testimislülide nõuete täitmiseks arvestada ka selliste teguritega nagu mõõteseadme täpsus, mõõteulatus ja kasutusmugavus.
Instrumendi kalibreerimine: Kõvadusmõõteseade tuleb enne kasutamist kalibreerida, et tagada mõõtmistulemuste täpsus. Kalibreerimise peaks läbi viima kvalifitseeritud kalibreerimisagentuur või professionaalne personal vastavalt asjakohastele standarditele ja spetsifikatsioonidele. Kalibreerimise sisu hõlmab instrumendi koormustäpsust, taande suurust ja kuju, mõõteseadme täpsust jne. Kalibreerimistsükkel määratakse üldiselt vastavalt instrumendi kasutussagedusele ja stabiilsusele, tavaliselt 6 kuud kuni 1 aasta. Kvalifitseeritud kalibreeritud instrumentidega peaks kaasas olema kalibreerimistunnistus ning kalibreerimiskuupäev ja kehtivusaeg tuleks instrumendile märkida, et tagada katsetulemuste usaldusväärsus ja jälgitavus.

5. Kõvadustesti protsess

5.1 Proovi ettevalmistamine ja töötlemine
Proovi ettevalmistamine on täppisrulliketi kõvaduse testimise põhilüli, mis mõjutab otseselt testitulemuste täpsust ja usaldusväärsust.
Proovikogus: Vastavalt riikliku standardi GB/T 1243-2006 ja rahvusvahelise standardi ISO 606 nõuetele tuleks igast täppisrullkettide partiist testimiseks juhuslikult valida teatud arv proove. Tavaliselt valitakse igast partiist katseproovideks 3–5 ketti, et tagada proovide representatiivsus.
Proovivõtukoht: Iga keti puhul tuleb eraldi testida erinevate osade, näiteks sisemise lüliplaadi, välimise lüliplaadi, tihvtivõlli, hülsi ja rulli kõvadust. Näiteks tihvtivõlli puhul võetakse üks katsepunkt keskelt ja mõlemast otsast; rulli puhul võetakse proovid rulli välisümbermõõdult ja otsapinnalt ning testitakse neid eraldi, et hinnata igakülgselt iga komponendi kõvaduse ühtlust.
Proovi töötlemine: Proovivõtu käigus peab proovi pind olema puhas ja tasane, õli-, rooste- ja muude lisanditeta. Oksiidikihi või -kattega proovide puhul tuleb esmalt läbi viia asjakohane puhastus- või eemaldamistöötlus. Näiteks tsingitud kettide puhul tuleb enne kõvaduskatset pinnal olev tsingitud kiht eemaldada.

5.2 Testkäivituse etapid
Katseoperatsioonide etapid on kõvaduskatse protsessi tuum ja neid tuleb rangelt järgida vastavalt standarditele ja spetsifikatsioonidele, et tagada katsetulemuste täpsus.
Instrumendi valik ja kalibreerimine: Valige sobiv kõvadusmõõteseade vastavalt testitava objekti kõvadusvahemikule ja materjali omadustele. Näiteks karastatud tihvtide ja hülside jaoks tuleks valida Rockwelli kõvadusmõõtur; kuumtöödeldamata toorainete ja pooltoodete jaoks tuleks valida Brinelli kõvadusmõõtur; suurema pinnakõvadusega rullide jaoks tuleks valida Vickersi kõvadusmõõtur. Enne testimist tuleb kõvadusmõõteseade kalibreerida, et tagada koormuse täpsuse, taande suuruse ja kuju ning mõõteseadme täpsuse vastavus nõuetele. Kvalifitseeritud kalibreeritud instrumentidega peaks kaasas olema kalibreerimistunnistus ning kalibreerimiskuupäev ja kehtivusaeg tuleks instrumendile märkida.
Katsetamine: Asetage proov kõvadustestri töölauale, et veenduda proovi pinna risti asetsemises taandega. Vastavalt valitud kõvadustesti meetodi tööprotseduuridele rakendage koormust ja hoidke seda määratud aja jooksul, seejärel eemaldage koormus ja mõõtke taande suurus või sügavus. Näiteks Rockwelli kõvaduse testimisel surutakse uuritava materjali pinnale teatud koormusega (näiteks 150 kgf) teemantkoonuse või karbiidist kuuli taane, koormus eemaldatakse 10–15 sekundi pärast ja kõvaduse väärtus loetakse otse; Brinelli kõvaduse testimisel surutakse uuritava materjali pinnale teatud läbimõõduga karastatud teraskuul või karbiidist kuul kindlaksmääratud koormusega (näiteks 3000 kgf) ja koormus eemaldatakse 10–15 sekundi pärast. Taande läbimõõt mõõdetakse lugemismikroskoobi abil ja kõvaduse väärtus saadakse arvutuse teel.
Korduv testimine: Testitulemuste usaldusväärsuse tagamiseks tuleks iga testpunkti mitu korda testida ja keskmine väärtus loetakse lõplikuks testitulemuseks. Tavalistes tingimustes tuleks iga testpunkti 3–5 korda testida, et vähendada mõõtmisvigu.

5.3 Andmete salvestamine ja analüüs
Andmete salvestamine ja analüüs on kõvadustestimise protsessi viimane lüli. Katseandmete sorteerimise ja analüüsimise abil saab teha teaduslikke ja mõistlikke järeldusi, mis loovad aluse toote kvaliteedikontrolliks.
Andmete salvestamine: Kõik katse käigus saadud andmed, sealhulgas proovi number, katsekoht, katsemeetod, kõvaduse väärtus, katse kuupäev, katsepersonal ja muu teave, tuleb katseprotokollis üksikasjalikult registreerida. Andmekirjed peaksid olema selged, täpsed ja täielikud, et hõlbustada hilisemat kasutamist ja analüüsi.
Andmeanalüüs: Katseandmete statistiline analüüs, statistiliste parameetrite, näiteks iga katsepunkti keskmise kõvadusväärtuse ja standardhälbe arvutamine ning kõvaduse ühtluse ja järjepidevuse hindamine. Näiteks kui täppisrullikettide partii tihvti keskmine kõvadus on 250 HBW ja standardhälve on 5 HBW, tähendab see, et kettide partii kõvadus on suhteliselt ühtlane ja kvaliteedikontroll on hea; kui standardhälve on suur, võib tootmisprotsessis esineda kvaliteedikõikumisi ning on vaja täiendavat uurimist põhjuse ja parandusmeetmete väljaselgitamiseks.
Tulemuste kindlaksmääramine: Võrrelge katsetulemusi riiklikes või rahvusvahelistes standardites määratletud kõvadusvahemikuga, et teha kindlaks, kas proov on kvalifitseeritud. Kui katsekoha kõvadusväärtus ületab standardis määratletud vahemikku, näiteks kui tihvti kõvadus on alla 229HBW või üle 285HBW, loetakse kett kvalifitseerimata tooteks ja seda tuleb uuesti kuumtöödelda või rakendada muid vastavaid töötlusmeetmeid, kuni kõvadusväärtus vastab standardi nõuetele. Kvalifitseerimata toodete puhul tuleks nende kvalifitseerimata tingimused üksikasjalikult registreerida ja põhjuseid analüüsida, et võtta sihipäraseid parandusmeetmeid toote kvaliteedi parandamiseks.

6. Kõvaduskatset mõjutavad tegurid

6.1 Testikeskkonna mõju

Katsekeskkonnal on oluline mõju täppisrullikettide kõvaduskatse tulemuste täpsusele.

Temperatuuri mõju: Temperatuurimuutused mõjutavad kõvadusmõõturi täpsust ja materjali kõvadust. Näiteks kui ümbritseva õhu temperatuur on liiga kõrge või liiga madal, võivad kõvadusmõõturi mehaanilised ja elektroonilised osad kuumuse tõttu paisuda ja kokku tõmbuda, põhjustades mõõtmisvigu. Üldiselt on Brinelli, Rockwelli ja Vickersi kõvadusmõõturi optimaalne töötemperatuuri vahemik 10 ℃–35 ℃. Kui see temperatuurivahemik ületatakse, võib kõvadusmõõturi mõõtmisviga suureneda umbes ±1 HRC või ±2 HV võrra. Samal ajal ei saa ignoreerida temperatuuri mõju materjali kõvadusele. Näiteks täppisrulliketi materjali, näiteks 45# terase puhul võib selle kõvadus madalal temperatuuril veidi suureneda, samas kui kõrgel temperatuuril kõvadus väheneb. Seetõttu tuleks kõvadusmõõtmine läbi viia võimalikult konstantsel temperatuuril ja ümbritseva õhu temperatuur tuleks sel ajal registreerida, et katsetulemusi parandada.
Niiskuse mõju: Niiskuse mõju kõvaduse mõõtmisele kajastub peamiselt kõvaduse testeri elektroonilistes komponentides ja proovi pinnal. Liigne niiskus võib põhjustada kõvaduse testeri elektrooniliste komponentide niiskust, mis mõjutab mõõtmise täpsust ja stabiilsust. Näiteks kui suhteline õhuniiskus ületab 80%, võib kõvaduse testeri mõõtmisviga suureneda umbes ±0,5 HRC või ±1 HV võrra. Lisaks võib niiskus moodustada proovi pinnale veekihi, mis mõjutab kõvaduse testeri stantsimisvahendi ja proovi pinna vahelist kontakti, põhjustades mõõtmisvigu. Täppisrullikettide kõvaduse testimisel on soovitatav testi tulemused usaldusväärselt läbi viia keskkonnas, mille suhteline õhuniiskus on 30–70%.
Vibratsiooni mõju: Vibratsioon katsekeskkonnas segab kõvaduse testimist. Näiteks lähedalasuvate mehaaniliste töötlemisseadmete töötamise tekitatud vibratsioon võib põhjustada kõvaduse testeri taande väikese nihke mõõtmisprotsessi ajal, mille tulemuseks on mõõtmisvead. Vibratsioon võib mõjutada ka koormuse rakendamise täpsust ja kõvaduse testeri stabiilsust, mõjutades seeläbi kõvaduse väärtuse täpsust. Üldiselt võib kõvaduse testimisel suure vibratsiooniga keskkonnas mõõtmisviga suureneda umbes ±0,5 HRC või ±1 HV võrra. Seetõttu tuleks kõvaduse testimisel valida koht vibratsiooniallikast eemal ja võtta sobivaid vibratsiooni vähendamise meetmeid, näiteks paigaldada kõvaduse testeri alla vibratsiooni vähendav padi, et vähendada vibratsiooni mõju testi tulemustele.

6.2 Operaatori mõju
Operaatori professionaalne tase ja tööharjumused mõjutavad oluliselt täppisrullkettide kõvaduskatsete tulemuste täpsust.
Kasutusoskused: Operaatori oskus kõvadusmõõteseadmetes mõjutab otseselt katsetulemuste täpsust. Näiteks Brinelli kõvadusmõõturi puhul peab operaator täpselt mõõtma taande läbimõõtu ja mõõtmisviga võib põhjustada kõvaduse väärtuse hälvet. Kui operaator ei ole mõõtevahendi kasutamisega tuttav, võib mõõtmisviga suureneda umbes ±2%. Rockwelli ja Vickersi kõvadusmõõturi puhul peab operaator koormust õigesti rakendama ja kõvaduse väärtust lugema. Ebaõige kasutamine võib põhjustada mõõtmisvea suurenemist umbes ±1 HRC või ±1 HV võrra. Seetõttu peaks operaator läbima erialase koolituse ning olema kursis kõvadusmõõteseadme töömeetodite ja ettevaatusabinõudega, et tagada katsetulemuste täpsus.
Testimiskogemus: Operaatori testimiskogemus mõjutab ka kõvadustesti tulemuste täpsust. Kogenud operaatorid oskavad paremini hinnata testi käigus tekkida võivaid probleeme ja võtta vastavaid meetmeid nende lahendamiseks. Näiteks kui testi käigus leitakse ebanormaalne kõvadusväärtus, saavad kogenud operaatorid oma kogemuste ja erialaste teadmiste põhjal otsustada, kas probleem on proovis endas või kas testimistoiming või -instrument ei tööta, ning tegeleda sellega õigeaegselt. Kogenematud operaatorid võivad ebanormaalseid tulemusi valesti käsitleda, mille tulemuseks on valehinnang. Seetõttu peaksid ettevõtted keskenduma operaatorite testimiskogemuse arendamisele ja operaatorite testimistaseme parandamisele regulaarse koolituse ja praktika abil.
Vastutus: Operaatorite vastutus on kõvaduskatsete tulemuste täpsuse seisukohalt samuti ülioluline. Tugeva vastutustundega operaatorid järgivad rangelt standardeid ja spetsifikatsioone, registreerivad hoolikalt katseandmed ja analüüsivad katsetulemusi hoolikalt. Näiteks peab operaator katse ajal iga katsepunkti jaoks mitu korda katset kordama ja võtma keskmise väärtuse lõpptulemusena. Kui operaator ei ole vastutustundlik, võib korduvaid katseetappe vahele jätta, mille tulemuseks on katsetulemuste usaldusväärsuse vähenemine. Seetõttu peaksid ettevõtted tugevdama operaatorite vastutusalast koolitust, et tagada katsetöö rangus ja täpsus.

6.3 Seadmete täpsuse mõju
Kõvadusmõõtmise instrumendi täpsus on peamine tegur, mis mõjutab täppisrullkettide kõvaduskatse tulemuste täpsust.
Instrumendi täpsus: Kõvadusmõõturi täpsus mõjutab otseselt katsetulemuste täpsust. Näiteks Brinelli kõvadusmõõturi mõõtmisviga on üldiselt ±2% piires, Rockwelli kõvadusmõõturi mõõtmisviga on üldiselt ±1 HRC piires ja Vickersi kõvadusmõõturi mõõtmisviga on üldiselt ±1 HV piires. Kui mõõteriista täpsus ei vasta nõuetele, ei saa katsetulemuste täpsust garanteerida. Seetõttu tuleks kõvadusmõõturi valimisel valida suure täpsuse ja hea stabiilsusega mõõteriist ning regulaarselt kalibreerida ja hooldada, et tagada mõõteriista täpsuse vastavus katsenõuetele.
Instrumendi kalibreerimine: Kõvadusmõõturi kalibreerimine on alus katsetulemuste täpsuse tagamisele. Instrumendi kalibreerimist peaks teostama kvalifitseeritud kalibreerimisagentuur või professionaalne personal ning see peaks toimuma vastavalt asjakohastele standarditele ja spetsifikatsioonidele. Kalibreerimise sisu hõlmab instrumendi koormustäpsust, trelli suurust ja kuju, mõõteseadme täpsust jne. Kalibreerimistsükkel määratakse üldiselt vastavalt instrumendi kasutussagedusele ja stabiilsusele, tavaliselt 6 kuud kuni 1 aasta. Kvalifitseeritud kalibreeritud instrumentidega peaks kaasas olema kalibreerimistunnistus ning kalibreerimiskuupäev ja kehtivusaeg peaksid olema instrumendil märgitud. Kui instrumenti ei kalibreerita või kalibreerimine ebaõnnestub, ei saa katsetulemuste täpsust garanteerida. Näiteks võib kalibreerimata kõvadusmõõtur põhjustada mõõtmisvea suurenemist umbes ±2HRC või ±5HV võrra.
Instrumentide hooldus: Kõvadusmõõtmisseadmete hooldus on samuti oluline lüli katsetulemuste täpsuse tagamisel. Instrumentide kasutamise ajal võib täpsus muutuda mehaanilise kulumise, elektroonikakomponentide vananemise jms tõttu. Seetõttu peaksid ettevõtted looma tervikliku instrumentide hooldussüsteemi ning regulaarselt instrumente hooldama ja teenindama. Näiteks tuleks regulaarselt puhastada instrumentide optilist läätse, kontrollida taandemõõturi kulumist, kalibreerida koormusandurit jne. Regulaarse hoolduse abil saab instrumentidega seotud probleeme õigeaegselt avastada ja lahendada, et tagada instrumentide täpsus ja stabiilsus.

7. Kõvaduskatse tulemuste määramine ja rakendamine

7.1 Tulemuste määramise standard
Täppisrullkettide kõvaduskatsete tulemuste määramine toimub rangelt vastavalt asjakohastele standarditele, et tagada toote kvaliteedi vastavus nõuetele.
Kodumaise standardi kindlaksmääramine: Vastavalt riiklikele standarditele, näiteks GB/T 1243-2006 „Rullkett, puks-rullkett ja hammaskett“, on erinevatest materjalidest ja kuumtöötlusprotsessidest valmistatud täppisrullkettidel selged kõvadusvahemiku nõuded. Näiteks 45-tollisest terasest valmistatud täppisrullkettide puhul peaks tihvtide ja pukside kõvadus olema vahemikus 229–285 HBW; keti pinna kõvadus pärast karastamist peab ulatuma 58–62 HRC-ni ja karastatud kihi paksus peab olema 0,8–1,2 mm. Kui katsetulemused ületavad seda vahemikku, näiteks kui tihvti kõvadus on alla 229 HBW või üle 285 HBW, loetakse see mittekvalifitseerituks.
Rahvusvaheline standardhinnang: vastavalt standardile ISO 606 ja teistele rahvusvahelistele standarditele on legeerterasest valmistatud täppisrullkettide kõvadusvahemik üldiselt 241–321 HBW, keti pinna kõvadus pärast nitriditöötlust peab ulatuma 600–800 HV-ni ja nitridikihi sügavus peab olema 0,3–0,6 mm. Rahvusvahelised standardid on tulemuste hindamisel rangemad. Kui katsetulemused ei vasta nõuetele, siis mitte ainult ei loeta ketti kvalifitseerimata, vaid sama tootepartiid tuleb proovide võtmiseks kahekordistada. Kui on endiselt kvalifitseerimata tooteid, tuleb tootepartii uuesti töödelda.
Korduvuse ja reprodutseeritavuse nõuded: Katsetulemuste usaldusväärsuse tagamiseks tuleb iga katsepunkti korduvalt testida, tavaliselt 3–5 korda, ja lõpptulemusena võetakse keskmine väärtus. Erinevate operaatorite sama proovi katsetulemuste erinevust tuleks kontrollida teatud vahemikus, näiteks Rockwelli kõvadustesti tulemuste erinevus ei tohiks üldiselt ületada ±1 HRC, Brinelli kõvadustesti tulemuste erinevus ei tohiks üldiselt ületada ±2% ja Vickersi kõvadustesti tulemuste erinevus ei tohiks üldiselt ületada ±1 HV.

7.2 Tulemuste rakendamine ja kvaliteedikontroll
Kõvaduskatse tulemused ei ole mitte ainult toote kvalifitseerimise alus, vaid ka oluline viide kvaliteedikontrollile ja protsesside täiustamisele.
Kvaliteedikontroll: Kõvaduskatsete abil saab õigeaegselt avastada tootmisprotsessi probleeme, nagu materjalidefektid ja ebaõige kuumtöötlus. Näiteks kui katse käigus selgub, et keti kõvadus on standardnõudest madalam, võib see olla tingitud ebapiisavast kuumtöötlustemperatuurist või ebapiisavast hoidmisajast; kui kõvadus on standardnõudest kõrgem, võib see olla tingitud liigsest kuumtöötlusest. Katsetulemuste põhjal saab ettevõte tootmisprotsessi õigeaegselt kohandada, et tagada toote kvaliteedi stabiilsus ja järjepidevus.
Protsessi täiustamine: Kõvaduskatsete tulemused aitavad optimeerida täppisrullikettide tootmisprotsessi. Näiteks keti kõvaduse muutuste analüüsimine erinevate kuumtöötlusprotsesside käigus võimaldab ettevõttel määrata optimaalsed kuumtöötlusparameetrid ning parandada keti kulumiskindlust ja väsimuskindlust. Samal ajal võib kõvaduskatse anda aluse ka tooraine valikuks, et tagada tooraine kõvaduse vastavus projekteerimisnõuetele, parandades seeläbi toote üldist kvaliteeti.
Toote vastuvõtmine ja tarnimine: Enne toote tehasest lahkumist on kõvadustesti tulemused kliendi vastuvõtu oluline alus. Standardnõuetele vastav kõvadustesti aruanne võib suurendada klientide usaldust toote vastu ning edendada toote müüki ja turustamist. Standarditele mittevastavate toodete puhul peab ettevõte neid enne klientidele tarnimist kõvadustesti läbimiseks ümber töötlema, mis aitab parandada ettevõtte mainet turul ja klientide rahulolu.
Kvaliteedi jälgitavus ja pidev täiustamine: Kõvaduskatsete tulemuste salvestamine ja analüüs pakuvad andmetuge kvaliteedi jälgitavuse tagamiseks. Kvaliteediprobleemide ilmnemisel saavad ettevõtted jälgida katsetulemusi, et leida probleemi algpõhjus ja võtta sihipäraseid parendusmeetmeid. Samal ajal saavad ettevõtted katseandmete pikaajalise kogumise ja analüüsi kaudu avastada potentsiaalseid kvaliteediprobleeme ja protsesside täiustamise suundi ning saavutada pidevat kvaliteedi parandamist ja parandamist.