Kiểm tra độ cứng Rockwell

1. Tiêu chuẩn kiểm tra độ cứng Rockwell

Các phương pháp kiểm tra độ cứng Rockwell được quy định trong các tiêu chuẩn ASTM E18 dành cho kim loại, ISO 6508 dành cho kim loại và ASTM D785 dành cho nhựa. Người vận hành được khuyến nghị có bản sao cập nhật của các tiêu chuẩn liên quan, vì chúng được cập nhật thường xuyên.

Tiêu chuẩn kiểm tra độ cứng Rockwell

2. Nguyên lý kiểm tra độ cứng Rockwell

Phép thử Rockwell dựa trên phép đo độ sâu của vết lõm được tạo ra khi đầu đo bị ép xuống mẫu vật bằng một tải trọng lớn (tải chính) sau khi đã áp dụng tải trọng nhỏ (tải sơ bộ). Đây được coi là một trong những phương pháp dễ triển khai với nhiều ưu điểm máy đo độ cứng. Trình tự thử nghiệm diễn ra như sau: Đầu tiên, tải sơ bộ được áp dụng và vị trí “zero” được ghi nhận. Sau đó, tải trọng được tăng dần đến mức tải chính và độ sâu thâm nhập tối đa được ghi lại. Cuối cùng, tải trọng được giảm về lại mức tải sơ bộ. Kết quả kiểm tra Rockwell là sự khác biệt về độ sâu giữa vị trí “zero” ban đầu và độ lõm cuối cùng sau khi tải chính đã được áp dụng. Toàn bộ quy trình có thể chỉ mất vài giây, lên đến 15 giây đối với nhựa. Đây là lợi thế lớn của phương pháp Rockwell vì kết quả có thể thu được nhanh chóng mà không cần đo lường bổ sung. Có thể xem thêm hướng dẫn sử dụng máy đo độ cứng Rockwell để hiểu rõ nguyên lý và quá trình hoạt động.

Nguyên lý kiểm tra độ cứng Rockwell

3. Các loại thử nghiệm Rockwell

Có hai loại thử nghiệm Rockwell. Thử nghiệm Rockwell thông thường sử dụng tải sơ bộ 10 kgf và tải chính 60, 100 hoặc 150 kgf. Thử nghiệm Rockwell bề mặt sử dụng tải sơ bộ 3 kgf và tải chính 15, 30 hoặc 45 kgf. Trong cả hai phương pháp, đầu đo có thể là hình nón kim cương hoặc bi cacbua vonfram, tùy thuộc vào đặc tính của vật liệu được thử nghiệm.

4. Quy định ký hiệu độ cứng Rockwell

Giá trị độ cứng Rockwell được biểu thị bằng một số độ cứng kèm theo ký hiệu thang đo để chỉ ra loại đầu đo và tải trọng sử dụng. Ví dụ, HRC 63 có nghĩa là độ cứng 63 trên thang đo Rockwell C. Các thang đo khác như HRA, HRB, HRC, HRD,… được sử dụng tùy thuộc vào loại đầu đo và tải trọng.

Loại đầu đo phổ biến nhất là hình nón kim cương được mài góc 120 độ, dùng để kiểm tra thép cứng và cacbua. Các vật liệu mềm hơn thường được kiểm tra bằng bi cacbua vonfram có đường kính từ 1/16 inch đến 1/2 inch. Sự kết hợp giữa đầu đo và tải trọng tạo ra 30 thang đo Rockwell khác nhau. Các giá trị lớn hơn chỉ ra vật liệu cứng hơn, chẳng hạn như thép cứng hoặc cacbua vonfram có thể đạt trên 70HRC.

Quy định ký hiệu độ cứng Rockwell

5. Ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy

Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác của phép thử Rockwell là bản thân máy thử nghiệm. Sai số trong kết quả thử nghiệm có thể đến từ sự biến đổi của thiết bị, sai số của người vận hành và ảnh hưởng từ môi trường xung quanh. Các bài kiểm tra về Độ lặp lại và Độ tái lập của đồng hồ đo (GR&R – Gauge Repeatability and Reproducibility) giúp đánh giá mức độ biến đổi trong hệ thống. Giá trị GR&R thấp cho thấy thiết bị có độ chính xác cao. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ thống tải trọng vòng kín có thể cải thiện đáng kể hiệu suất thiết bị.

6. Các lỗi phổ biến trong phép đo độ cứng Rockwell

Mặc dù kiểm tra Rockwell được coi là một phương pháp đơn giản, nhưng có nhiều hiểu lầm về phương pháp đo độ cứng Rockwell hoặc các yếu tố có thể gây sai lệch kết quả. Một trong những nguyên nhân phổ biến là hư hỏng đầu đo. Đầu đo kim cương rất cứng nhưng cũng giòn và có thể bị sứt mẻ nếu va đập mạnh. Nếu đầu đo bị mòn hoặc hư hỏng, nó có thể làm thay đổi lực cản khi thâm nhập, dẫn đến kết quả đo cao hơn thực tế. Đầu đo bi bị biến dạng cũng có thể gây sai lệch.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình kiểm tra độ cứng Rockwell

Một nguyên nhân khác là sai số trong hệ thống tải trọng. Nếu hệ thống tải trọng bị lệch hoặc có độ võng, kết quả đo có thể thấp hơn thực tế. Nếu đe kê mẫu bị lõm hoặc có vết lõm cũ, vùng vật liệu bị đẩy lên xung quanh có thể hấp thụ một phần lực tải, làm thay đổi độ cứng đo được. Bụi bẩn hoặc dầu mỡ trong khu vực tiếp xúc giữa đe kê và vít nâng cũng có thể gây ra sai số.

Ảnh hưởng từ mẫu thử cũng rất quan trọng. Chất lượng bề mặt của mẫu có thể ảnh hưởng đến độ chính xác. Mặc dù máy đo độ cứng Rockwell ít nhạy cảm với bề mặt so với các phương pháp quang học, nhưng một bề mặt nhẵn sẽ giúp đảm bảo kết quả lặp lại tốt hơn. Mặt dưới của mẫu thử phải tiếp xúc hoàn toàn với đe kê mà không có bụi bẩn hay mảnh vụn nào. Trong quá trình kiểm tra, mẫu thử phải được giữ cố định, vì bất kỳ sự di chuyển nào cũng có thể làm thay đổi kết quả. Chỉ cần một dịch chuyển nhỏ khoảng 2µm cũng có thể dẫn đến sai số 1 điểm Rockwell. Ngoài ra, rung động từ môi trường hoặc bàn thử không đủ chắc chắn cũng có thể làm kết quả kiểm tra không chính xác.

7. Cách giảm thiểu lỗi trong kiểm tra Rockwell

Để đảm bảo kết quả đo chính xác và đáng tin cậy, cần thực hiện các biện pháp như đào tạo người vận hành về cách gá mẫu và quy trình thử nghiệm đúng. Môi trường thử nghiệm phải ổn định, không có rung động và cần sử dụng bàn thử chắc chắn. Mẫu thử phải được vệ sinh trước khi kiểm tra để loại bỏ bụi bẩn. Ngoài ra, thiết bị cần được hiệu chuẩn và bảo trì thường xuyên để tránh sai số. Nếu các điều kiện này được duy trì, hầu hết các vấn đề có thể tránh được.

8. Địa chỉ mua máy đo độ cứng kim loại uy tín:

Phép thử Rockwell là một trong những phương pháp kiểm tra độ cứng nhanh chóng và đáng tin cậy nhất. Tuy nhiên, để đạt được kết quả chính xác, cần quan tâm đến các yếu tố như tình trạng thiết bị, độ sạch của mẫu thử, độ ổn định khi thử nghiệm và đảm bảo thực hành đúng kỹ thuật. Việc kiểm tra và bảo trì thiết bị thường xuyên cũng như đào tạo người vận hành có thể giúp giảm thiểu sai số, đảm bảo kết quả kiểm tra đáng tin cậy và lặp lại.

Với sự phát triển của công nghệ, các loại máy đo độ cứng ngày càng trở nên chính xác, dễ sử dụng và giá cả phải chăng. Để đảm bảo công việc kiểm tra độ cứng hiệu quả, các doanh nghiệp nên lựa chọn những dòng máy đo độ cứng chính xác và phù hợp với nhu cầu của mình.

Ngoài ra, bạn cũng có thể ghé thăm website mvtek.vn – thuộc Công ty Cổ phần Công nghệ Mai Vũ, một trong những nhà phân phối uy tín trong lĩnh vực thiết bị công nghệ, đặc biệt là máy đo độ cứng kim loại cầm tay, máy đo độ cứng kim loại để bàn . Với phương châm: sản phẩm chính hãng đa dạng – giá cả cạnh tranh – ưu đãi liên tục – dịch vụ khách hàng tận tâm và giao hàng miễn phí tại Hà Nội, TP.HCM, MVTEK cam kết mang đến cho khách hàng trải nghiệm mua sắm tuyệt vời và chu đáo.