精密鋳造部品の硬度をテストする方法は？

ちょっと、そこ！精密キャスティングビジネスのサプライヤーとして、私はあらゆる種類の精密鋳造部品を扱ってきました。しばしば登場する重要な側面の1つは、これらの部分の硬度をテストすることです。このブログでは、精密鋳造部品の硬度をテストする方法を共有します。これは、業界にいるか、プロセスに興味があるかにかかわらず非常に便利です。

まず、なぜ硬度テストがそれほど重要なのですか？さて、精密な鋳造部品の硬度は、その品質とパフォーマンスについて多くを私たちに伝えることができます。適切な硬度を持つ部分は、より耐久性があり、摩耗や裂傷に耐性があり、意図したアプリケーションで直面するストレスに耐えることができます。硬度が低すぎると、部品は簡単に変形する可能性があります。一方、それが高すぎると、部品は脆くなり、ひびが入りやすくなります。

精密鋳造部品の硬度をテストする方法はいくつかありますが、ここで最も一般的な部分を通過します。

Brinell硬度テスト

Brinell Hardnessテストは、最も古く、最もよく知られている方法の1つです。これは、特定の荷重の下で固定期間の下で、硬くて球状のインデンター（通常はタングステン炭化物で作られている）を精密な荷重の表面に押し込むことで機能します。通常、負荷は非常に高く、500 kgfから3000 kgfの範囲です。

負荷が削除された後、部品の表面に円形のインデントが残ります。このインデントの直径が測定され、式を使用して、Brinell硬度数（BHN）が計算されます。式では、加えられた荷重とインデントの表面積を考慮します。

Brinellテストの利点は、パーツの比較的大きな領域で平均硬度値を与えることです。これは、特に材料に何らかの不均一性がある場合、精密キャスト部分の硬度について一般的な考えを得るのに最適です。ただし、部分に比較的大きなインデンテーションが残りますが、表面仕上げが重要な部品には適していない場合があります。高品質の精度キャストについて詳しく知ることができますOEM Chinaは、ステンレス鋼の精密鋳造を製造しています私たちのウェブサイトで。

ロックウェル硬度テスト

Rockwell Hardnessテストは、もう1つの一般的な方法です。 Brinellテストとは少し異なります。インデンテーションの直径を測定する代わりに、インデントのパーツへの浸透の深さを測定します。

HRA、HRB、HRCスケールなど、ロックウェルテストには異なるスケールがあります。スケールの選択は、材料の種類と予想される硬度範囲に依存します。たとえば、HRCスケールは一般的に硬化した鋼などの硬質材料に使用されますが、HRBスケールはより柔らかい材料に使用されます。

テストは比較的迅速かつ実行しやすいです。テストマシンに部品を配置し、適切なスケールを選択するだけで、マシンは荷重を自動的に適用し、浸透の深さを測定するだけです。その後、ロックウェルの硬度番号がマシンに表示されます。この方法は、迅速に行うことができるため、生産 - ラインテストに最適であり、Brinellテストと比較してはるかに小さなインデントを残します。

ビッカーズの硬度テスト

Vickers Hardnessテストは、インデンテターを使用して部品の表面にインデンテーションを作成するという点で、Brinellテストに似ています。ただし、Vickersテストで使用されているインデントは、正方形のピラミッドです。

荷重がインデンテターに適用され、これは精度キャスト部分の表面に押し込まれます。負荷が削除された後、正方形のインデントの対角線が測定されます。インデンテーションの荷重と表面積を考慮した式を使用して、ビッカーズ硬度数（HV）が計算されます。

Vickersテストの大きな利点の1つは、その汎用性です。非常に柔らかいものから非常に硬いまで、幅広い材料をテストするために使用できます。また、インデントは小さく正方形で、形状であるため、特に顕微鏡下では正確に測定しやすくなります。小規模または薄い精度の鋳造部品をテストするためによく使用されます。小さいミシンシリカソル精密鋳造スペアパーツ。

マイクロハルトテスト

マイクロハードネステストは、より専門的な硬度テストです。マルチ相材料や薄い表面層の特定の位相など、精密鋳造部品の非常に小さな領域の硬度を測定する必要がある場合に使用されます。

マイクロハード性テストには、KnoopとVickersのマイクロハード性テストの2つのタイプがあります。原則は通常のビッカーズとクヌープテストに似ていますが、適用される荷重ははるかに小さく、通常は数グラムから数百グラムの範囲にあります。

マイクロハルトテストには、インデントを正確に測定するために高精度顕微鏡が必要です。これは、顕微鏡レベルで精密キャスト部分内の硬度の変動を分析するための優れた方法であり、材料の微細構造と性能を理解するために重要です。

硬度のテスト結果に影響する要因

精密鋳造部品の硬度をテストするとき、結果に影響を与える可能性のあるいくつかの要因があります。

部品の表面仕上げは非常に重要です。粗い表面は、不正確なインデント測定につながる可能性があります。したがって、テストする前に部品の表面を磨き、インデントの滑らかで平らな領域を確保する必要があることがよくあります。

特に方向性の微細構造を持つ部分の場合、部品の方向も重要です。たとえば、一部の鋳物では、キャスティング方向に沿って硬度に沿って異なる場合があります。

テスト中の温度も影響を与える可能性があります。硬度は一般に温度に依存するため、テストが部品の意図したサービス温度とは異なる温度で行われた場合、結果は部品の実際の世界のパフォーマンスを正確に反映していない可能性があります。

硬度テストの準備

精密鋳造部品の硬度のテストを開始する前に、いくつかのステップをとる必要があります。

まず、部品がきれいであることを確認してください。表面から汚れ、油、または破片を取り除きます。これを行うには、適切な洗浄剤と柔らかい布を使用できます。

次に、表面が粗い場合は、磨く必要があります。粗いグリットから始まり、徐々により細かいグリットに移動する、さまざまなグリットサイズの一連の研磨紙を使用できます。これにより、正確なテストのために滑らかな表面が得られます。

また、テストを実行するエリアをマークすることをお勧めします。これにより、テストの場所を追跡し、精密キャスト部品の適切な部分をテストしていることを確認できます。

品質管理と硬度テスト

硬度テストは、精密鋳造における品質管理の重要な部分です。部品の硬度を定期的にテストすることにより、必要な仕様を満たすことができます。

部品のバッチの硬度が一貫して指定された範囲から外れている場合、鋳造プロセスの問題を示す可能性があります。たぶん、鋳造中の冷却速度は速すぎたり遅すぎたり、合金組成に問題があったかもしれません。硬度テスト結果を分析することにより、これらの問題を特定し、将来の鋳造の質を改善するために是正措置を講じることができます。

完成した部品の硬度をテストすることに加えて、新しい鋳造プロセスの開発中に硬度テストを使用することもできます。試行鋳造の硬度をテストすることにより、プロセスパラメーターを最適化して、望ましい硬度やその他の特性を実現できます。

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参照

• Callister、WD、＆Rethwisch、DG（2010）。材料科学と工学：はじめに。ワイリー。
• ASTM International。 （2019）。硬度テストに関するASTM標準。 ASTM International。