Prehľad skúšky tvrdosti presných valčekových reťazí

1. Prehľad skúšky tvrdosti presných valčekových reťazí

1.1 Základné charakteristiky presnej valčekovej reťaze
Presná valčeková reťaz je druh reťaze široko používaný v mechanických prevodoch. Jej základné vlastnosti sú nasledovné:
Konštrukčné zloženie: Presná valčeková reťaz pozostáva z vnútornej reťazovej dosky, vonkajšej reťazovej dosky, čapového hriadeľa, puzdra a valčeka. Vnútorná reťazová doska a vonkajšia reťazová doska sú spojené čapovým hriadeľom, puzdro je nasadené na čapový hriadeľ a valček je umiestnený mimo puzdra. Táto konštrukcia umožňuje reťazi odolávať veľkým ťahovým a nárazovým silám počas prenosu.
Výber materiálu: Presná valčeková reťaz sa zvyčajne vyrába z vysoko kvalitnej uhlíkovej ocele alebo legovanej ocele, ako je oceľ 45, 20CrMnTi atď. Tieto materiály majú vysokú pevnosť, vysokú húževnatosť a dobrú odolnosť proti opotrebovaniu, čo umožňuje splniť požiadavky na použitie reťaze v zložitých prevádzkových podmienkach.
Rozmerová presnosť: Požiadavky na rozmerovú presnosť presných valčekových reťazí sú vysoké a rozmerové tolerancie rozstupu, hrúbky reťazovej dosky, priemeru čapu hriadeľa atď. sú vo všeobecnosti kontrolované v rozmedzí ±0,05 mm. Vysoko presné rozmery môžu zabezpečiť presnosť záberu reťaze a ozubeného kolesa a znížiť chyby prenosu a hluk.
Povrchová úprava: Na zlepšenie odolnosti reťaze voči opotrebovaniu a korózii sa presné valčekové reťaze zvyčajne povrchovo upravujú, ako je cementácia, nitridácia, zinkovanie atď. Cementácia môže dosiahnuť povrchovú tvrdosť reťaze na 58 – 62 HRC, nitridácia môže dosiahnuť povrchovú tvrdosť na 600 – 800 HV a zinkovanie môže účinne zabrániť hrdzaveniu reťaze.
1.2 Dôležitosť testovania tvrdosti
Skúšanie tvrdosti má veľký význam pri kontrole kvality presných valčekových reťazí:
Zabezpečenie pevnosti reťaze: Tvrdosť je jedným z dôležitých ukazovateľov na meranie pevnosti materiálu. Skúškou tvrdosti sa dá zabezpečiť, aby tvrdosť materiálu presnej valčekovej reťaze spĺňala konštrukčné požiadavky, aby sa zabezpečilo, že reťaz počas používania odolá dostatočnému napätiu a nárazom a aby sa predišlo zlomeniu alebo poškodeniu reťaze v dôsledku nedostatočnej pevnosti materiálu.
Vyhodnotenie vlastností materiálu: Skúška tvrdosti môže odrážať zmeny mikroštruktúry a výkonu materiálu. Napríklad povrchová tvrdosť reťaze po cementácii je vyššia, zatiaľ čo tvrdosť jadra je relatívne nízka. Skúškou tvrdosti je možné vyhodnotiť hĺbku a rovnomernosť cementovanej vrstvy, aby sa posúdilo, či je proces tepelného spracovania materiálu primeraný.
Kontrola kvality výroby: Vo výrobnom procese presných valčekových reťazí je testovanie tvrdosti účinným prostriedkom kontroly kvality. Testovaním tvrdosti surovín, polotovarov a hotových výrobkov je možné včas odhaliť problémy, ktoré sa môžu vyskytnúť vo výrobnom procese, ako sú chyby materiálu, nesprávne tepelné spracovanie atď., aby sa mohli prijať zodpovedajúce opatrenia na zlepšenie a zabezpečenie stability a konzistentnosti kvality výrobku.
Predĺženie životnosti: Testovanie tvrdosti pomáha optimalizovať materiály a výrobné procesy presných valčekových reťazí, čím sa zlepšuje odolnosť reťaze proti opotrebovaniu a únave. Vysoko tvrdý povrch reťaze lepšie odoláva opotrebovaniu, znižuje straty trením medzi reťazou a ozubeným kolesom, predlžuje životnosť reťaze a znižuje náklady na údržbu zariadenia.
Splnenie priemyselných noriem: V strojárskom priemysle musí tvrdosť presných valčekových reťazí zvyčajne spĺňať príslušné národné alebo medzinárodné normy. Napríklad norma GB/T 1243-2006 „Valčekové reťaze, puzdrové valčekové reťaze a ozubené reťaze“ stanovuje rozsah tvrdosti presných valčekových reťazí. Skúškou tvrdosti je možné zabezpečiť, aby výrobok spĺňal normové požiadavky a zlepšil svoju konkurencieschopnosť na trhu.

2. Normy na skúšku tvrdosti

2.1 Domáce testovacie normy
Moja krajina sformulovala sériu jasných a prísnych noriem pre skúšku tvrdosti presných valčekových reťazí, aby sa zabezpečilo, že kvalita výrobku spĺňa požiadavky.
Štandardný základ: Vychádza najmä z normy GB/T 1243-2006 „Valčekové reťaze, puzdrové valčekové reťaze a ozubené reťaze“ a ďalších relevantných národných noriem. Tieto normy špecifikujú rozsah tvrdosti presných valčekových reťazí. Napríklad pri presných valčekových reťaziach vyrobených z ocele 45 by sa tvrdosť čapov a puzdier mala vo všeobecnosti kontrolovať na úrovni 229 – 285 HBW; pri cementovaných reťaziach musí povrchová tvrdosť dosiahnuť 58 – 62 HRC a hĺbka cementovanej vrstvy je tiež jednoznačne požadovaná, zvyčajne 0,8 – 1,2 mm.
Metóda testovania: Domáce normy odporúčajú na testovanie použitie tvrdomera Brinell alebo Rockwell. Tvrdomer Brinell je vhodný na testovanie surovín a polotovarov s nízkou tvrdosťou, ako sú napríklad reťazové dosky, ktoré neboli tepelne spracované. Hodnota tvrdosti sa vypočíta pôsobením určitého zaťaženia na povrch materiálu a meraním priemeru vtlačku; tvrdomer Rockwell sa často používa na testovanie hotových reťazí, ktoré boli tepelne spracované, ako sú cementované čapy a puzdrá. Má vysokú rýchlosť detekcie, jednoduchú obsluhu a umožňuje priamo odčítať hodnotu tvrdosti.
Odber vzoriek a testovanie dielov: Podľa požiadaviek normy by sa mal z každej šarže presných valčekových reťazí náhodne vybrať určitý počet vzoriek na testovanie. Pre každú reťaz by sa mala samostatne testovať tvrdosť rôznych častí, ako je vnútorná reťazová doska, vonkajšia reťazová doska, čap, puzdro a valček. Napríklad pre čap by sa mal jeden testovací bod odobrať v strede a na oboch koncoch, aby sa zabezpečila komplexnosť a presnosť výsledkov testu.
Stanovenie výsledku: Výsledky skúšky musia byť stanovené striktne v súlade s rozsahom tvrdosti uvedeným v norme. Ak hodnota tvrdosti testovanej súčiastky prekročí rozsah uvedený v norme, napríklad tvrdosť čapu je nižšia ako 229HBW alebo vyššia ako 285HBW, reťaz sa považuje za nekvalifikovaný výrobok a je potrebné ju opätovne tepelne spracovať alebo vykonať iné zodpovedajúce úpravy, kým hodnota tvrdosti nesplní požiadavky normy.

2.2 Medzinárodné testovacie normy
Vo svete existujú aj zodpovedajúce štandardné systémy na testovanie tvrdosti presných valčekových reťazí a tieto normy majú na medzinárodnom trhu široký vplyv a uznanie.
Norma ISO: ISO 606 „Reťaze a ozubené kolesá – Valčekové reťaze a puzdrové valčekové reťaze – Rozmery, tolerancie a základné charakteristiky“ je jednou z najpoužívanejších noriem pre presné valčekové reťaze na svete. Táto norma tiež obsahuje podrobné ustanovenia pre skúšanie tvrdosti presných valčekových reťazí. Napríklad pre presné valčekové reťaze vyrobené z legovanej ocele je rozsah tvrdosti všeobecne 241 – 321 HBW; pre reťaze, ktoré boli nitridované, musí povrchová tvrdosť dosiahnuť 600 – 800 HV a hĺbka nitridovanej vrstvy musí byť 0,3 – 0,6 mm.
Metóda testovania: Medzinárodné normy tiež odporúčajú použitie tvrdomerov Brinell, Rockwell a Vickers na testovanie. Tvrdomer Vickers je vhodný na testovanie dielov s vyššou povrchovou tvrdosťou presných valčekových reťazí, ako je napríklad povrch valčeka po nitridácii, vďaka svojej malej vtlačenej vrstve. Dokáže presnejšie merať hodnotu tvrdosti, najmä pri testovaní malých a tenkostenných dielov.
Miesto odberu vzoriek a testovania: Množstvo vzoriek a miesto testovania požadované medzinárodnými normami sú podobné ako v domácich normách, ale výber miest testovania je podrobnejší. Napríklad pri testovaní tvrdosti valčekov je potrebné odobrať vzorky a testovať ich na vonkajšom obvode a čelných plochách valčekov, aby sa komplexne vyhodnotila rovnomernosť tvrdosti valčekov. Okrem toho sa testy tvrdosti vyžadujú aj pre spojovacie časti reťaze, ako sú spojovacie dosky reťaze a spojovacie čapy, aby sa zabezpečila pevnosť a spoľahlivosť celej reťaze.
Posúdenie výsledkov: Medzinárodné normy sú pri posudzovaní výsledkov testov tvrdosti prísnejšie. Ak výsledky testov nespĺňajú požiadavky normy, nielenže bude reťaz posúdená ako nekvalifikovaná, ale aj ostatné reťaze z tej istej šarže výrobkov budú musieť byť dvakrát odobraté vzorky. Ak aj po dvojitom odbere vzoriek zostanú nekvalifikované výrobky, šarža výrobkov sa musí prepracovať, kým tvrdosť všetkých reťazí nebude spĺňať požiadavky normy. Tento prísny mechanizmus posudzovania účinne zaručuje úroveň kvality a spoľahlivosť presných valčekových reťazí na medzinárodnom trhu.

3. Metóda skúšky tvrdosti

3.1 Metóda skúšky tvrdosti podľa Rockwella
Rockwellova metóda testovania tvrdosti je v súčasnosti jednou z najpoužívanejších metód testovania tvrdosti, obzvlášť vhodná na testovanie tvrdosti kovových materiálov, ako sú presné valčekové reťaze.
Princíp: Táto metóda určuje hodnotu tvrdosti meraním hĺbky vtlačenia vtlačovacieho telesa (diamantového kužeľa alebo karbidovej guľôčky) do povrchu materiálu pod určitým zaťažením. Vyznačuje sa jednoduchou a rýchlou obsluhou a umožňuje priamo odčítať hodnotu tvrdosti bez zložitých výpočtov a meracích nástrojov.
Rozsah použitia: Na detekciu presných valčekových reťazí sa metóda testu tvrdosti Rockwell používa hlavne na meranie tvrdosti hotových reťazí po tepelnom spracovaní, ako sú čapy a puzdrá. Je to preto, že tieto časti majú po tepelnom spracovaní vyššiu tvrdosť a sú relatívne veľké, čo je vhodné na testovanie pomocou testeru tvrdosti Rockwell.
Presnosť detekcie: Rockwellova metóda tvrdosti má vysokú presnosť a dokáže presne odrážať zmeny tvrdosti materiálu. Chyba merania je vo všeobecnosti v rozmedzí ±1 HRC, čo spĺňa požiadavky na presné testovanie tvrdosti valčekových reťazí.
Praktické použitie: Pri skutočnom testovaní používa tester tvrdosti Rockwell zvyčajne stupnicu HRC, ktorá je vhodná na testovanie materiálov s rozsahom tvrdosti 20 – 70 HRC. Napríklad cementovaný čap presnej valčekovej reťaze má povrchovú tvrdosť zvyčajne medzi 58 – 62 HRC. Tester tvrdosti Rockwell dokáže rýchlo a presne zmerať hodnotu tvrdosti, čo poskytuje spoľahlivý základ pre kontrolu kvality.

3.2 Metóda skúšky tvrdosti podľa Brinella
Metóda skúšky tvrdosti Brinell je klasická metóda skúšky tvrdosti, ktorá sa široko používa na meranie tvrdosti rôznych kovových materiálov vrátane surovín a polotovarov presných valčekových reťazí.
Princíp: Táto metóda vtlačí kalenú oceľovú guľôčku alebo karbidovú guľôčku určitého priemeru do povrchu materiálu pôsobením stanoveného zaťaženia a udrží ju po stanovenú dobu, potom zaťaženie odstráni, zmeria priemer vtlačku a určí hodnotu tvrdosti výpočtom priemerného tlaku na guľovú plochu vtlačku.
Rozsah použitia: Brinellova metóda skúšania tvrdosti je vhodná na skúšanie kovových materiálov s nižšou tvrdosťou, ako sú suroviny pre presné valčekové reťaze (ako napríklad oceľ 45) a polotovary, ktoré neboli tepelne spracované. Jej charakteristickými znakmi sú veľké vrypy, ktoré môžu odrážať makroskopické vlastnosti tvrdosti materiálu a sú vhodné na meranie materiálov so strednou tvrdosťou.
Presnosť detekcie: Presnosť detekcie tvrdosti podľa Brinella je relatívne vysoká a chyba merania je vo všeobecnosti v rozmedzí ±2 %. Presnosť merania priemeru vtlačku priamo ovplyvňuje presnosť hodnoty tvrdosti, takže v skutočnej prevádzke sú potrebné vysoko presné meracie nástroje, ako sú napríklad čítacie mikroskopy.
Praktické použitie: Vo výrobnom procese presných valčekových reťazí sa metóda skúšky tvrdosti Brinell často používa na testovanie tvrdosti surovín, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú konštrukčné požiadavky. Napríklad pri presných valčekových reťaziach vyrobených z ocele 45 by sa tvrdosť surovín mala vo všeobecnosti kontrolovať medzi 170-230HBW. Pomocou skúšky tvrdosti Brinell je možné presne zmerať hodnotu tvrdosti surovín a včas odhaliť nekvalifikovanú tvrdosť materiálov, čím sa zabráni vstupu nekvalifikovaných materiálov do následných výrobných článkov.

3.3 Vickersova metóda skúšky tvrdosti
Vickersova metóda skúšky tvrdosti je metóda vhodná na meranie tvrdosti malých a tenkostenných dielov a má jedinečné výhody pri skúške tvrdosti presných valčekových reťazí.
Princíp: Táto metóda zatlačí diamantový tetraéder s vrcholovým uhlom 136° pod určitým zaťažením do povrchu testovaného materiálu, zaťaženie sa udrží po stanovenú dobu a potom sa odstráni, zmeria sa uhlopriečka vtlačku a určí sa hodnota tvrdosti výpočtom priemerného tlaku na kužeľovú plochu vtlačku.
Rozsah použitia: Vickersova metóda tvrdosti je vhodná na meranie materiálov so širokým rozsahom tvrdosti, najmä na detekciu súčiastok s vysokou povrchovou tvrdosťou presných valčekových reťazí, ako je napríklad povrch valčekov po nitridácii. Jej vtlačenie je malé a umožňuje presne merať tvrdosť malých a tenkostenných súčiastok, čo je vhodné na detekciu s vysokými požiadavkami na rovnomernosť povrchovej tvrdosti.
Presnosť detekcie: Vickersova skúška tvrdosti má vysokú presnosť a chyba merania je vo všeobecnosti v rozmedzí ±1HV. Presnosť merania diagonálnej dĺžky vtlačku je kľúčová pre presnosť hodnoty tvrdosti, preto je na meranie potrebný vysoko presný merací mikroskop.
Praktické použitie: Pri skúške tvrdosti presných valčekových reťazí sa na zistenie povrchovej tvrdosti valčekov často používa metóda Vickersovho testu tvrdosti. Napríklad pri nitridovaných valčekoch musí povrchová tvrdosť dosiahnuť 600 – 800 HV. Pomocou Vickersovho testu tvrdosti je možné presne zmerať hodnoty tvrdosti na rôznych miestach na povrchu valčeka a vyhodnotiť hĺbku a rovnomernosť nitridovanej vrstvy, čím sa zabezpečí, že povrchová tvrdosť valčeka spĺňa konštrukčné požiadavky, a zlepší sa odolnosť proti opotrebovaniu a životnosť reťaze.

4. Prístroj na testovanie tvrdosti

4.1 Typ a princíp prístroja
Prístroj na meranie tvrdosti je kľúčovým nástrojom na zabezpečenie presnosti testovania tvrdosti presných valčekových reťazí. Bežné prístroje na meranie tvrdosti sú prevažne týchto typov:
Tvrdomer Brinell: Jeho princíp spočíva v zatlačení kalenej oceľovej alebo karbidovej guľôčky určitého priemeru do povrchu materiálu pod stanoveným zaťažením, jej ponechaní po stanovený čas a následnom odstránení zaťaženia a výpočte hodnoty tvrdosti meraním priemeru vtlačku. Tvrdomer Brinell je vhodný na testovanie kovových materiálov s nižšou tvrdosťou, ako sú suroviny pre presné valčekové reťaze a polotovary, ktoré neboli tepelne spracované. Jeho charakteristickým znakom je veľký vtlačok, ktorý môže odrážať makroskopické vlastnosti tvrdosti materiálu. Je vhodný na meranie materiálov so strednou tvrdosťou a chyba merania je vo všeobecnosti v rozmedzí ±2 %.
Tvrdomer Rockwell: Tento prístroj určuje hodnotu tvrdosti meraním hĺbky vtlačenia vnútra (diamantového kužeľa alebo karbidovej guľôčky) do povrchu materiálu pod určitým zaťažením. Tvrdomer Rockwell sa ľahko a rýchlo ovláda a dokáže priamo odčítať hodnotu tvrdosti bez zložitých výpočtov a meracích nástrojov. Používa sa hlavne na meranie tvrdosti hotových reťazí po tepelnom spracovaní, ako sú čapy a puzdrá. Chyba merania je vo všeobecnosti v rozmedzí ±1 HRC, čo spĺňa požiadavky na presné testovanie tvrdosti valčekových reťazí.
Tvrdomer Vickers: Princíp tvrdomera Vickers spočíva v tom, že sa diamantový štvoruholníkový ihlanový prvok s vrcholovým uhlom 136° zatlačí pod určitým zaťažením do povrchu testovaného materiálu, ponechá sa tam určitý čas, záťaž sa odstráni, zmeria sa uhlopriečka vtlačku a hodnota tvrdosti sa určí výpočtom priemerného tlaku znášaného kužeľovou plochou vtlačku. Tvrdomer Vickers je vhodný na meranie materiálov so širokým rozsahom tvrdosti, najmä na testovanie súčiastok s vyššou povrchovou tvrdosťou presných valčekových reťazí, ako je napríklad povrch valčeka po nitridácii. Jeho vtlačok je malý a umožňuje presne merať tvrdosť malých a tenkostenných súčiastok a chyba merania je vo všeobecnosti v rozmedzí ±1HV.

4.2 Výber a kalibrácia prístroja
Výber vhodného prístroja na meranie tvrdosti a jeho presná kalibrácia je základom pre zabezpečenie spoľahlivosti výsledkov testu:
Výber prístroja: Vyberte vhodný prístroj na testovanie tvrdosti podľa požiadaviek na testovanie presných valčekových reťazí. Pre suroviny a polotovary, ktoré neboli tepelne spracované, by sa mal zvoliť Brinellov tvrdomer; pre hotové reťaze, ktoré boli tepelne spracované, ako sú čapy a puzdrá, by sa mal zvoliť Rockwellov tvrdomer; pre diely s vyššou povrchovou tvrdosťou, ako je napríklad povrch valčeka po nitridácii, by sa mal zvoliť Vickersov tvrdomer. Okrem toho by sa mali zvážiť aj faktory, ako je presnosť, rozsah merania a jednoduchosť ovládania prístroja, aby sa splnili požiadavky rôznych testovacích článkov.
Kalibrácia prístroja: Prístroj na meranie tvrdosti musí byť pred použitím kalibrovaný, aby sa zabezpečila presnosť výsledkov merania. Kalibráciu by mala vykonať kvalifikovaná kalibračná agentúra alebo odborný personál v súlade s príslušnými normami a špecifikáciami. Obsah kalibrácie zahŕňa presnosť zaťaženia prístroja, veľkosť a tvar vtlačovacieho telieska, presnosť meracieho zariadenia atď. Kalibračný cyklus sa vo všeobecnosti určuje podľa frekvencie používania a stability prístroja, zvyčajne od 6 mesiacov do 1 roka. Kvalifikované kalibrované prístroje by mali byť sprevádzané kalibračným certifikátom a na prístroji by mal byť vyznačený dátum kalibrácie a doba platnosti, aby sa zabezpečila spoľahlivosť a sledovateľnosť výsledkov skúšky.

5. Proces testovania tvrdosti

5.1 Príprava a spracovanie vzorky
Príprava vzorky je základným článkom presného testovania tvrdosti valčekových reťazí, ktorý priamo ovplyvňuje presnosť a spoľahlivosť výsledkov testu.
Množstvo vzorky: Podľa požiadaviek národnej normy GB/T 1243-2006 a medzinárodnej normy ISO 606 by sa mal z každej šarže presných valčekových reťazí náhodne vybrať určitý počet vzoriek na testovanie. Zvyčajne sa z každej šarže vyberá 3 až 5 reťazí ako testovacie vzorky, aby sa zabezpečila reprezentatívnosť vzoriek.
Miesto odberu vzoriek: Pre každú reťaz sa tvrdosť rôznych častí, ako je vnútorná spojovacia doska, vonkajšia spojovacia doska, čapový hriadeľ, puzdro a valček, testuje samostatne. Napríklad pre čapový hriadeľ sa jeden testovací bod odoberie v strede a na oboch koncoch; pre valček sa vzorky odoberú a testujú samostatne z vonkajšieho obvodu a čelnej plochy valčeka, aby sa komplexne vyhodnotila rovnomernosť tvrdosti každej súčasti.
Spracovanie vzorky: Počas odberu vzoriek musí byť povrch vzorky čistý a rovný, bez oleja, hrdze alebo iných nečistôt. V prípade vzoriek s oxidovými usadeninami alebo povlakom na povrchu sa musí najskôr vykonať vhodné čistenie alebo odstránenie. Napríklad v prípade pozinkovaných reťazí sa musí pozinkovaná vrstva na povrchu odstrániť pred skúškou tvrdosti.

5.2 Kroky skúšobnej prevádzky
Kroky skúšobnej prevádzky sú jadrom procesu skúšky tvrdosti a musia sa prísne vykonávať v súlade s normami a špecifikáciami, aby sa zabezpečila presnosť výsledkov skúšky.
Výber a kalibrácia prístroja: Vyberte vhodný prístroj na meranie tvrdosti podľa rozsahu tvrdosti a materiálových charakteristík testovaného objektu. Napríklad pre cementované čapy a objímky by sa mali zvoliť tvrdomery podľa Rockwella; pre suroviny a polotovary, ktoré neboli tepelne spracované, by sa mali zvoliť tvrdomery podľa Brinella; pre valce s vyššou povrchovou tvrdosťou by sa mali zvoliť tvrdomery podľa Vickersa. Pred testovaním musí byť prístroj na meranie tvrdosti kalibrovaný, aby sa zabezpečilo, že presnosť zaťaženia, veľkosť a tvar vtlačovacieho telesa a presnosť meracieho zariadenia spĺňajú požiadavky. Kvalifikované kalibrované prístroje by mali byť sprevádzané kalibračným certifikátom a na prístroji by mal byť vyznačený dátum kalibrácie a doba platnosti.
Skúšobná operácia: Vzorku umiestnite na pracovný stôl tvrdomera tak, aby bol povrch vzorky kolmý na vtlačovacie teliesko. Podľa prevádzkových postupov zvolenej metódy skúšky tvrdosti aplikujte zaťaženie a ponechajte ho po stanovenú dobu, potom zaťaženie odstráňte a zmerajte veľkosť alebo hĺbku vtlačenia. Napríklad pri skúške tvrdosti podľa Rockwella sa diamantový kužeľový alebo karbidový guľôčkový vtlačovací teliesko vtlačí do povrchu testovaného materiálu určitým zaťažením (napríklad 150 kgf) a po 10 – 15 sekundách sa zaťaženie odstráni a hodnota tvrdosti sa priamo odčíta; pri skúške tvrdosti podľa Brinella sa kalená oceľová guľôčka alebo karbidová guľôčka určitého priemeru vtlačí do povrchu testovaného materiálu určeným zaťažením (napríklad 3 000 kgf) a po 10 – 15 sekundách sa zaťaženie odstráni. Priemer vtlačenia sa meria pomocou čítacieho mikroskopu a hodnota tvrdosti sa získa výpočtom.
Opakované testovanie: Aby sa zabezpečila spoľahlivosť výsledkov testu, každý testovaný bod by sa mal testovať opakovane niekoľkokrát a priemerná hodnota sa považuje za konečný výsledok testu. Za normálnych okolností by sa každý testovaný bod mal testovať opakovane 3 až 5-krát, aby sa znížili chyby merania.

5.3 Zaznamenávanie a analýza údajov
Zaznamenávanie a analýza údajov je posledným článkom v procese testovania tvrdosti. Triedením a analýzou testovaných údajov možno vyvodiť vedecké a rozumné závery, ktoré poskytujú základ pre kontrolu kvality výrobku.
Zaznamenávanie údajov: Všetky údaje získané počas skúšobného procesu sa musia podrobne zaznamenať v skúšobnej správe vrátane čísla vzorky, miesta skúšky, skúšobnej metódy, hodnoty tvrdosti, dátumu skúšky, skúšobného personálu a ďalších informácií. Záznamy údajov by mali byť jasné, presné a úplné, aby sa uľahčilo následné použitie a analýza.
Analýza údajov: Štatistická analýza testovacích údajov, výpočet štatistických parametrov, ako je priemerná hodnota tvrdosti a štandardná odchýlka každého testovacieho bodu, a vyhodnotenie rovnomernosti a konzistentnosti tvrdosti. Napríklad, ak je priemerná tvrdosť čapu série presných valčekových reťazí 250 HBW a štandardná odchýlka je 5 HBW, znamená to, že tvrdosť série reťazí je relatívne rovnomerná a kontrola kvality je dobrá; ak je štandardná odchýlka veľká, môžu sa vyskytnúť výkyvy kvality vo výrobnom procese a je potrebné ďalšie skúmanie príčiny a prijatie zlepšovacích opatrení.
Stanovenie výsledku: Porovnajte výsledky skúšky s rozsahom tvrdosti uvedeným v národných alebo medzinárodných normách, aby ste zistili, či je vzorka kvalifikovaná. Ak hodnota tvrdosti testovaného miesta prekročí rozsah uvedený v norme, napríklad tvrdosť čapu je nižšia ako 229HBW alebo vyššia ako 285HBW, reťaz sa považuje za nekvalifikovaný výrobok a je potrebné ju opätovne tepelne spracovať alebo vykonať iné zodpovedajúce úpravy, kým hodnota tvrdosti nespĺňa požiadavky normy. V prípade nekvalifikovaných výrobkov by sa mal ich stav nekvalifikácie podrobne zaznamenať a dôvody by sa mali analyzovať, aby sa mohli prijať cielené opatrenia na zlepšenie kvality výrobku.

6. Faktory ovplyvňujúce skúšku tvrdosti

6.1 Vplyv testovacieho prostredia

Testovacie prostredie má dôležitý vplyv na presnosť výsledkov testov tvrdosti presných valčekových reťazí.

Vplyv teploty: Zmeny teploty ovplyvnia presnosť tvrdomera a tvrdosť materiálu. Napríklad, keď je okolitá teplota príliš vysoká alebo príliš nízka, mechanické časti a elektronické komponenty tvrdomera sa môžu vplyvom tepla rozťahovať a sťahovať, čo vedie k chybám merania. Vo všeobecnosti je optimálny prevádzkový teplotný rozsah tvrdomera Brinell, Rockwell a Vickers 10 °C – 35 °C. Pri prekročení tohto teplotného rozsahu sa chyba merania tvrdomera môže zvýšiť približne o ±1 HRC alebo ±2 HV. Zároveň nemožno ignorovať vplyv teploty na tvrdosť materiálu. Napríklad pri materiáli presnej valčekovej reťaze, ako je oceľ 45#, sa jej tvrdosť môže pri nízkej teplote mierne zvýšiť, zatiaľ čo pri vysokej teplote sa tvrdosť zníži. Preto by sa pri meraní tvrdosti malo vykonávať čo najviac v prostredí s konštantnou teplotou a mala by sa zaznamenávať okolitá teplota v danom čase, aby sa výsledky testu mohli korigovať.
Vplyv vlhkosti: Vplyv vlhkosti na meranie tvrdosti sa prejavuje najmä v elektronických súčiastkach tvrdomeru a na povrchu vzorky. Nadmerná vlhkosť môže spôsobiť, že elektronické súčiastky tvrdomeru budú vlhké, čo ovplyvní jeho presnosť a stabilitu merania. Napríklad, keď relatívna vlhkosť prekročí 80 %, chyba merania tvrdomeru sa môže zvýšiť približne o ±0,5 HRC alebo ±1 HV. Okrem toho môže vlhkosť na povrchu vzorky vytvoriť aj vodný film, ktorý ovplyvňuje kontakt medzi vtlačovacím telieskom tvrdomeru a povrchom vzorky, čo vedie k chybám merania. Pre meranie tvrdosti presných valčekových reťazí sa odporúča vykonávať ho v prostredí s relatívnou vlhkosťou 30 % – 70 %, aby sa zabezpečila spoľahlivosť výsledkov testu.
Vplyv vibrácií: Vibrácie v testovacom prostredí môžu rušiť meranie tvrdosti. Napríklad vibrácie generované prevádzkou blízkeho mechanického spracovateľského zariadenia môžu spôsobiť mierny posun vtlačovacieho telesa tvrdomera počas merania, čo vedie k chybám merania. Vibrácie môžu tiež ovplyvniť presnosť aplikácie zaťaženia a stabilitu tvrdomera, a tým ovplyvniť presnosť hodnoty tvrdosti. Vo všeobecnosti sa pri meraní tvrdosti v prostredí s veľkými vibráciami môže chyba merania zvýšiť približne o ±0,5 HRC alebo ±1 HV. Preto by ste sa pri meraní tvrdosti mali snažiť vybrať si miesto mimo zdroja vibrácií a prijať vhodné opatrenia na zníženie vibrácií, ako je inštalácia podložky na zníženie vibrácií na spodnú časť tvrdomera, aby sa znížil vplyv vibrácií na výsledky testu.

6.2 Vplyv operátora
Profesionálna úroveň a prevádzkové návyky obsluhy majú dôležitý vplyv na presnosť výsledkov testov tvrdosti presných valčekových reťazí.
Obsluha: Znalosť obsluhy prístrojov na meranie tvrdosti priamo ovplyvňuje presnosť výsledkov testu. Napríklad pri tvrdomere Brinell musí obsluha presne zmerať priemer vtlačku a chyba merania môže spôsobiť odchýlku hodnoty tvrdosti. Ak obsluha nie je oboznámená s používaním meracieho nástroja, chyba merania sa môže zvýšiť približne o ±2 %. Pri tvrdomeroch Rockwell a Vickers musí obsluha správne aplikovať zaťaženie a odčítať hodnotu tvrdosti. Nesprávna obsluha môže spôsobiť zvýšenie chyby merania približne o ±1 HRC alebo ±1 HV. Preto by mala obsluha absolvovať odborné školenie a byť zdatná v metódach obsluhy a bezpečnostných opatreniach pri používaní prístroja na meranie tvrdosti, aby sa zabezpečila presnosť výsledkov testu.
Skúsenosti s testovaním: Skúsenosti operátora s testovaním tiež ovplyvnia presnosť výsledkov testu tvrdosti. Skúsení operátori dokážu lepšie posúdiť problémy, ktoré sa môžu počas testu vyskytnúť, a prijať príslušné opatrenia na ich úpravu. Napríklad, ak sa počas testu zistí abnormálna hodnota tvrdosti, skúsení operátori dokážu na základe skúseností a odborných znalostí posúdiť, či je problém so samotnou vzorkou, či došlo k zlyhaniu testovacej operácie alebo prístroja, a včas to riešiť. Neskúsení operátori môžu nesprávne zaobchádzať s abnormálnymi výsledkami, čo vedie k nesprávnemu úsudku. Preto by sa podniky mali zamerať na pestovanie skúseností operátorov s testovaním a zlepšovať úroveň testovania operátorov prostredníctvom pravidelného školenia a praxe.
Zodpovednosť: Zodpovednosť operátorov je tiež kľúčová pre presnosť výsledkov testov tvrdosti. Operátori so silným zmyslom pre zodpovednosť budú prísne dodržiavať normy a špecifikácie, starostlivo zaznamenávať testovacie údaje a starostlivo analyzovať výsledky testov. Napríklad počas testu musí operátor test pre každý testovací bod niekoľkokrát zopakovať a ako konečný výsledok testu považovať priemernú hodnotu. Ak operátor nie je zodpovedný, opakované kroky testu sa môžu vynechať, čo vedie k zníženiu spoľahlivosti výsledkov testu. Preto by podniky mali posilniť vzdelávanie operátorov v oblasti zodpovednosti, aby sa zabezpečila dôslednosť a presnosť testovacej práce.

6.3 Vplyv presnosti zariadenia
Presnosť prístroja na meranie tvrdosti je kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim presnosť výsledkov testu tvrdosti presných valčekových reťazí.
Presnosť prístroja: Presnosť prístroja na meranie tvrdosti priamo ovplyvňuje presnosť výsledkov testu. Napríklad chyba merania tvrdomera Brinell je vo všeobecnosti v rozmedzí ±2 %, chyba merania tvrdomera Rockwell je vo všeobecnosti v rozmedzí ±1 HRC a chyba merania tvrdomera Vickers je vo všeobecnosti v rozmedzí ±1 HV. Ak presnosť prístroja nespĺňa požiadavky, nie je možné zaručiť presnosť výsledkov testu. Preto by sa pri výbere prístroja na meranie tvrdosti mal zvoliť prístroj s vysokou presnosťou a dobrou stabilitou a mala by sa pravidelne vykonávať kalibrácia a údržba, aby sa zabezpečilo, že presnosť prístroja spĺňa požiadavky testu.
Kalibrácia prístroja: Kalibrácia prístroja na meranie tvrdosti je základom pre zabezpečenie presnosti výsledkov skúšky. Kalibráciu prístroja by mala vykonávať kvalifikovaná kalibračná agentúra alebo odborný personál a mala by sa vykonávať v súlade s príslušnými normami a špecifikáciami. Obsah kalibrácie zahŕňa presnosť zaťaženia prístroja, veľkosť a tvar vtlačovacieho telieska, presnosť meracieho zariadenia atď. Kalibračný cyklus sa vo všeobecnosti určuje podľa frekvencie používania a stability prístroja, zvyčajne 6 mesiacov až 1 rok. Kvalifikované kalibrované prístroje by mali byť sprevádzané kalibračným certifikátom a na prístroji by mal byť vyznačený dátum kalibrácie a doba platnosti. Ak prístroj nie je kalibrovaný alebo kalibrácia zlyhá, presnosť výsledkov skúšky nie je možné zaručiť. Napríklad nekalibrovaný tester tvrdosti môže spôsobiť zvýšenie chyby merania o približne ±2HRC alebo ±5HV.
Údržba prístrojov: Údržba prístrojov na meranie tvrdosti je tiež kľúčovým článkom na zabezpečenie presnosti výsledkov testov. Počas používania prístroja sa môže presnosť meniť v dôsledku mechanického opotrebenia, starnutia elektronických súčiastok atď. Preto by podniky mali zaviesť kompletný systém údržby prístrojov a pravidelne vykonávať údržbu a servis prístroja. Napríklad pravidelne čistiť optickú šošovku prístroja, kontrolovať opotrebovanie vtlačovacieho telieska, kalibrovať snímač zaťaženia atď. Pravidelnou údržbou je možné včas odhaliť a vyriešiť problémy s prístrojom, aby sa zabezpečila jeho presnosť a stabilita.

7. Stanovenie a aplikácia výsledkov skúšky tvrdosti

7.1 Norma na stanovenie výsledkov
Stanovenie výsledkov skúšky tvrdosti presných valčekových reťazí sa vykonáva prísne v súlade s príslušnými normami, aby sa zabezpečilo, že kvalita výrobku spĺňa požiadavky.
Stanovenie domácej normy: Podľa národných noriem, ako napríklad GB/T 1243-2006 „Valčekové reťaze, puzdrové valčekové reťaze a ozubené reťaze“, majú presné valčekové reťaze z rôznych materiálov a procesov tepelného spracovania jasné požiadavky na rozsah tvrdosti. Napríklad pre presné valčekové reťaze vyrobené z ocele 45 by sa tvrdosť čapov a puzdier mala kontrolovať na úrovni 229 – 285 HBW; povrchová tvrdosť reťaze po cementácii musí dosiahnuť 58 – 62 HRC a hĺbka cementovanej vrstvy je 0,8 – 1,2 mm. Ak výsledky skúšky prekročia tento rozsah, napríklad tvrdosť čapu je nižšia ako 229 HBW alebo vyššia ako 285 HBW, reťaz sa bude považovať za nekvalifikovanú.
Medzinárodné štandardné posúdenie: Podľa normy ISO 606 a iných medzinárodných noriem je rozsah tvrdosti presných valčekových reťazí vyrobených z legovanej ocele všeobecne 241-321HBW, povrchová tvrdosť reťaze po nitridácii musí dosiahnuť 600-800HV a hĺbka nitridácie musí byť 0,3-0,6 mm. Medzinárodné normy sú pri posudzovaní výsledkov prísnejšie. Ak výsledky skúšky nespĺňajú požiadavky, reťaz sa nielenže posúdi ako nekvalifikovaná, ale rovnaká dávka výrobkov sa bude musieť na odber vzoriek zdvojnásobiť. Ak stále existujú nekvalifikované výrobky, dávka výrobkov sa musí prepracovať.
Požiadavky na opakovateľnosť a reprodukovateľnosť: Aby sa zabezpečila spoľahlivosť výsledkov testu, každý testovaný bod sa musí opakovane testovať, zvyčajne 3 až 5-krát, a ako konečný výsledok sa berie priemerná hodnota. Rozdiel vo výsledkoch testov tej istej vzorky od rôznych operátorov by sa mal kontrolovať v určitom rozsahu, napríklad rozdiel vo výsledkoch testu tvrdosti podľa Rockwella vo všeobecnosti nepresahuje ±1 HRC, rozdiel vo výsledkoch testu tvrdosti podľa Brinella vo všeobecnosti nepresahuje ±2 % a rozdiel vo výsledkoch testu tvrdosti podľa Vickersa vo všeobecnosti nepresahuje ±1 HV.

7.2 Aplikácia výsledkov a kontrola kvality
Výsledky skúšky tvrdosti nie sú len základom pre určenie, či je výrobok kvalifikovaný, ale aj dôležitým referenčným bodom pre kontrolu kvality a zlepšovanie procesov.
Kontrola kvality: Prostredníctvom testovania tvrdosti je možné včas odhaliť problémy vo výrobnom procese, ako sú chyby materiálu a nesprávne tepelné spracovanie. Napríklad, ak test zistí, že tvrdosť reťaze je nižšia ako štandardná požiadavka, môže to znamenať, že teplota tepelného spracovania je nedostatočná alebo doba zotrvania je nedostatočná; ak je tvrdosť vyššia ako štandardná požiadavka, môže to znamenať, že kalenie pri tepelnom spracovaní je nadmerné. Podľa výsledkov testu môže spoločnosť včas upraviť výrobný proces, aby zabezpečila stabilitu a konzistentnosť kvality výrobku.
Zlepšenie procesu: Výsledky testov tvrdosti pomáhajú optimalizovať výrobný proces presných valčekových reťazí. Napríklad analýzou zmien tvrdosti reťaze pri rôznych procesoch tepelného spracovania môže spoločnosť určiť optimálne parametre tepelného spracovania a zlepšiť odolnosť reťaze proti opotrebovaniu a únave. Zároveň testovanie tvrdosti môže poskytnúť základ pre výber surovín, aby sa zabezpečilo, že tvrdosť surovín spĺňa konštrukčné požiadavky, čím sa zlepší celková kvalita výrobku.
Prijatie a dodanie produktu: Predtým, ako produkt opustí továreň, sú výsledky testu tvrdosti dôležitým základom pre prijatie zákazníkom. Správa o teste tvrdosti, ktorá spĺňa požiadavky normy, môže zvýšiť dôveru zákazníkov v produkt a podporiť predaj a marketing produktov. Produkty, ktoré nespĺňajú normy, musí spoločnosť pred dodaním zákazníkom prepracovať, kým neprejdú testom tvrdosti, čo pomáha zlepšiť reputáciu spoločnosti na trhu a spokojnosť zákazníkov.
Sledovateľnosť kvality a neustále zlepšovanie: Zaznamenávanie a analýza výsledkov testov tvrdosti môže poskytnúť dátovú podporu pre sledovateľnosť kvality. Keď sa vyskytnú problémy s kvalitou, spoločnosti môžu sledovať výsledky testov, aby našli ich príčinu a prijali cielené opatrenia na zlepšenie. Zároveň môžu spoločnosti prostredníctvom dlhodobého zhromažďovania a analýzy údajov z testov odhaliť potenciálne problémy s kvalitou a smery zlepšovania procesov a dosiahnuť neustále zlepšovanie a zvyšovanie kvality.