วิธีทดสอบความแข็งของชิ้นงานที่ผ่านการอบด้วยความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อนพื้นผิวแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ การอบชุบและอบคืนตัวพื้นผิว และอีกประเภทหนึ่งคือการอบชุบด้วยความร้อนทางเคมี วิธีการทดสอบความแข็งมีดังนี้

1. การชุบผิวและการอบชุบด้วยความร้อน

การชุบแข็งพื้นผิวและการอบคืนตัวด้วยความร้อนมักดำเนินการโดยใช้ความร้อนเหนี่ยวนำหรือความร้อนจากเปลวไฟ พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก ได้แก่ ความแข็งผิว ความแข็งเฉพาะที่ และความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพ เครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สหรือเครื่องทดสอบความแข็งแบบร็อกเวลล์สามารถใช้สำหรับการทดสอบความแข็งได้ แรงในการทดลอง การเลือกขึ้นอยู่กับความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพและความแข็งผิวของชิ้นงาน มีเครื่องวัดความแข็งสามเครื่องที่เกี่ยวข้องในการทดสอบนี้

(1) เครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สเป็นเครื่องมือสำคัญในการทดสอบความแข็งผิวของชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน สามารถใช้แรงทดสอบ 0.5-100 กิโลกรัม เพื่อทดสอบชั้นชุบแข็งผิวที่บางเพียง 0.05 มิลลิเมตร เครื่องทดสอบนี้มีความแม่นยำสูงและสามารถแยกแยะชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนได้ เครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สยังสามารถตรวจจับความแตกต่างของความแข็งผิวได้เล็กน้อย นอกจากนี้ ความลึกของชั้นชุบแข็งที่ใช้งานได้จริง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สสำหรับหน่วยงานที่ดำเนินการอบชุบด้วยความร้อนผิว หรือใช้ชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนผิวจำนวนมาก

(2) เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความแข็งของชิ้นงานที่ผ่านการชุบแข็งผิวแล้ว เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวมีให้เลือกสามระดับ สามารถทดสอบชิ้นงานที่ผ่านการชุบแข็งผิวได้หลากหลายชนิดที่มีความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 0.1 มม. แม้ว่าความแม่นยำของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวจะไม่สูงเท่ากับเครื่องทดสอบความแข็ง Vickers แต่ก็สามารถตอบสนองความต้องการในการตรวจจับสำหรับการจัดการคุณภาพและการตรวจสอบคุณสมบัติของโรงงานอบชุบความร้อนได้ นอกจากนี้ เครื่องทดสอบยังมีคุณสมบัติใช้งานง่าย สะดวก ราคาประหยัด วัดค่าได้อย่างรวดเร็ว และอ่านค่าความแข็งได้โดยตรง เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวสามารถใช้ตรวจจับชิ้นงานที่ผ่านการชุบแข็งผิวทีละชุดได้อย่างรวดเร็วและไม่ทำลาย เครื่องทดสอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโรงงานแปรรูปโลหะและโรงงานผลิตเครื่องจักร เมื่อชั้นชุบแข็งผิวมีความหนา เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ก็สามารถใช้งานได้เช่นกัน เมื่อความหนาของชั้นความแข็งที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนอยู่ที่ 0.4-0.8 มม. สามารถใช้มาตราส่วน HRA ได้ เมื่อความลึกของชั้นที่ชุบแข็งเกิน 0.8 มม. สามารถใช้มาตราส่วน HRC ได้ ค่ามาตรฐานความแข็ง Vickers, Rockwell และ Rockwell ระดับผิวเผินสามค่าสามารถแปลงค่าซึ่งกันและกันได้อย่างง่ายดาย แปลงเป็นมาตรฐาน แบบร่าง หรือค่าความแข็งที่ผู้ใช้ต้องการ และตารางการแปลงค่าที่สอดคล้องกันอยู่ในมาตรฐานสากล ISO มาตรฐาน ASTM ของสหรัฐอเมริกาและมาตรฐาน GB/T ของจีนได้ให้ไว้แล้ว

(3) เมื่อความหนาของชั้นชุบแข็งที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนมากกว่า 0.2 มม. สามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Leeb ได้ แต่ต้องเลือกใช้เซ็นเซอร์ชนิด C ในการวัด ควรคำนึงถึงผิวสำเร็จและความหนาโดยรวมของชิ้นงาน วิธีการวัดนี้ไม่มีมาตรฐาน Vickers และ Rockwell เครื่องทดสอบความแข็งนี้มีความแม่นยำ แต่เหมาะสำหรับการวัดในสถานที่จริงในโรงงาน

2. การอบด้วยความร้อนทางเคมี

การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีคือการแทรกซึมอะตอมของธาตุเคมีหนึ่งชนิดหรือหลายชนิดลงสู่พื้นผิวของชิ้นงาน ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้าง และประสิทธิภาพของพื้นผิวของชิ้นงาน หลังจากการชุบแข็งและอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ พื้นผิวของชิ้นงานจะมีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง รวมถึงความแข็งแรงของความล้าจากการสัมผัส และแกนกลางของชิ้นงานมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีคือความลึกของชั้นชุบแข็งและความแข็งผิว ระยะที่ความแข็งลดลงถึง 50HRC คือความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพ การทดสอบความแข็งผิวของชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีนั้นคล้ายคลึงกับการทดสอบความแข็งของชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนที่ชุบแข็งแล้ว สามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Vickers, เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell หรือเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ได้ เครื่องทดสอบความแข็งสามารถตรวจจับได้เฉพาะความหนาของไนไตรดิ้งที่หนากว่าและบางกว่า โดยทั่วไปไม่เกิน 0.7 มม. ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ได้

3. การอบด้วยความร้อนเฉพาะที่

หากชิ้นส่วนที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเฉพาะที่ต้องการความแข็งเฉพาะที่สูง สามารถทำการอบชุบด้วยความร้อนแบบเหนี่ยวนำได้ เป็นต้น โดยปกติแล้ว ชิ้นส่วนดังกล่าวจะต้องทำเครื่องหมายตำแหน่งการอบชุบด้วยความร้อนเฉพาะและค่าความแข็งเฉพาะบนแบบร่าง และควรทำการทดสอบความแข็งของชิ้นส่วนในพื้นที่ที่กำหนด เครื่องมือทดสอบความแข็งสามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell เพื่อทดสอบค่าความแข็ง HRC ได้ หากชั้นชุบแข็งที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนมีความหนาตื้น สามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell เพื่อทดสอบค่าความแข็ง HRN ได้