Testovanie tvrdosti kovov (UCI)

Ultrazvukový tvrdomer zmeria tvrdosť aj tam, kde odrazová metóda Leeb zlyhá – na tenkom plechu, na kalenej vrstve, na zvare aj na malom dieli, ktorý sa pri náraze rozkmitá. Vtlačok pritom zostane mikroskopický a voľným okom neviditeľný.

ASTM A1038norma metódyod 1 mmhrúbka materiálu±3 % HVpresnosť2 sjedno meranie

Metóda UCI (Ultrasonic Contact Impedance) funguje inak než odrazové prístroje. V sonde kmitá tyčinka s Vickersovým diamantom na svojej rezonančnej frekvencii; keď sa hrot definovanou silou zatlačí do povrchu, frekvencia sa posunie. Veľkosť posunu závisí od plochy kontaktu – a tá od tvrdosti materiálu. Meria sa teda staticky, nie nárazom, a preto sa diel nemusí rozkmitať.

UCI, alebo Leeb?

Obidve metódy merajú tvrdosť prenosne, ale nezastupujú sa. Rozdiel je v tom, čo dokážu zmerať – a v cene.

UCI (ultrazvuk)Leeb (odraz)
Minimálna hmotnosť dielunerozhodujeaspoň 2 až 5 kg, inak podložiť
Minimálna hrúbka stenyod 1 mmod 5 mm s väzbovou pastou
Kalené a nitridované vrstvyáno, aj tenkélen nad 0,8 mm hrúbky vrstvy
Vtlačokmikroskopický, voľným okom neviditeľnýviditeľný bod
Zvary a úzke miestaáno, štíhla sondalen ak je dosť miesta pre čelo sondy
Nároky na povrchvyššie – Ra podľa sily sondynižšie – stačí Ra do 1,6 µm
Rýchlosť merania2 až 5 s, treba plynulý prítlakokamžitá, stlačením
Cenaod 2 845 €od 499 €

Zjednodušene: ak sú diely veľké a hrubé, stačí Leeb a ušetríte niekoľko tisíc eur. Ak sú tenké, malé, kalené alebo ide o zvary, potrebujete UCI – Leeb tam dá systematicky nižšiu hodnotu, ktorá vyzerá dôveryhodne, ale je nesprávna. Odrazové tvrdomery nájdete v kategórii Testovanie tvrdosti kovov Leeb.

Prehľad ultrazvukových tvrdomerov v ponuke

ModelSondaRozsah HVNavyšeHodí sa na
PCE-300050 N pevná20 … 999 HVfarebný TFT, vyhodnotenie tolerancievstup do metódy UCI, bežná kontrola
PCE-3500-1010 N230 … 940 HVnajjemnejší vtlačok, Ra do 3,2 µmtenké vrstvy, pohľadové a jemné povrchy
PCE-350050 N230 … 940 HVuniverzálna sila, štatistika a SD kartaväčšina meraní vo výrobe
PCE-3500-9898 N230 … 940 HVstabilná hodnota aj na Ra do 15 µmdrsnejšie a hrubšie obrobené diely
PCE-500020 N + voliteľné 10 a 98 N50 … 999 HVmeranie za 2 s, pamäť 2 000, aj HRAsériová kontrola, striedanie materiálov
KERN HO 1K10 NKERN & Sohnjemné povrchy
KERN HO 2K20 NKERN & Sohnuniverzálne použitie
KERN HO 5K50 NKERN & Sohnbežné diely
KERN HO 10K100 NKERN & Sohnhrubé a drsné povrchy

Prítlačná sila sondy – najdôležitejšia voľba

Pri UCI nerozhoduje ani tak prístroj, ako sonda. Jej prítlačná sila určuje veľkosť vtlačku, a tým aj to, aký hrubý povrch prístroj ešte „prečíta". Platí jednoduché pravidlo: čím drsnejší povrch, tým väčšia sila – malý vtlačok na drsnom povrchu totiž zasiahne len jednu nerovnosť a hodnota poskočí.

Sila sondyDrsnosť povrchuVeľkosť vtlačkuTypické použitie
10 NRa do 3,2 µm – brúsený povrchnajmenšítenké kalené vrstvy, galvanické povlaky, pohľadové diely
20 NRa do 5 µmmalýuniverzálne, jemnozrnné materiály
50 NRa do 10 µmstrednýbežné obrobené diely, zvary, ozubenie
98 NRa do 15 µmnajväčšíhrubšie obrobené a drsnejšie povrchy, hrubozrnné materiály

Pri prístrojoch PCE-3500 a PCE-5000 sa sondy dajú vymieňať, takže jeden prístroj pokryje aj brúsené aj hrubšie obrobené diely. PCE-3000 má sondu 50 N napevno.

Ako si vybrať

  • Začínate s UCI? PCE-3000 je vstup do metódy – farebný displej, vyhodnotenie tolerancie a rozsah 20 až 999 HV za najnižšiu cenu v kategórii.
  • Potrebujete štatistiku a dokladovanie? Rad PCE-3500 počíta smerodajnú odchýlku a variačný koeficient, kreslí stĺpcový graf a ukladá na SD kartu; softvér do PC je v cene.
  • Striedate materiály? PCE-5000 si pamätá 20 kalibračných sád, takže medzi oceľou, nerezom a hliníkom sa len prepnete.
  • Meriate v sérii? PCE-5000 zvládne jedno meranie za dve sekundy a uloží 2 000 hodnôt.
  • Aký povrch máte? Toto rozhodne o sile sondy – pozrite tabuľku vyššie. Ak si nie ste istí, napíšte nám drsnosť alebo spôsob obrobenia a poradíme.

Ako merať, aby hodnota sedela

  • Povrch musí byť pripravený lepšie ako pri Leebe. Vtlačok je malý, takže drsnosť ovplyvní výsledok viac. Riaďte sa tabuľkou sily sondy.
  • Sonda kolmo a plynulý prítlak. Zatlačte rovnomerne až po doraz; trhnutie alebo šikmé priloženie dá odchýlku.
  • Merajte päťkrát a použite priemer. Prístroje v ponuke priemer aj štatistiku počítajú samy, PCE-3500 navyše vie vyradiť odľahlé hodnoty.
  • Tenké diely podložte. Aj keď UCI nepotrebuje hmotnosť, plech musí ležať na pevnom podklade, aby sa nepreliačil.
  • Vyberte správny materiál. Prepočtová krivka je pre každý materiál iná; pri neštandardnom materiáli sa prístroj kalibruje na vzorke so známou tvrdosťou.

Verzie s kalibračným certifikátom

Ak meranie slúži ako podklad pre zákazníka, pre audit alebo pre systém kvality, dodáme prístroj s kalibračným certifikátom z akreditovaného laboratória – stačí to uviesť v poznámke objednávky. Zabezpečujeme aj rekalibráciu a servis.

Časté otázky

Je meranie UCI naozaj nedeštruktívne?

Vtlačok vznikne, ale je taký malý, že ho voľným okom nevidno – zobrazí sa až pod mikroskopom. Preto sa metóda používa aj na hotových dieloch, pohľadových plochách a na kusoch, ktoré idú priamo k zákazníkovi.

Akú silu sondy si mám vybrať?

Podľa drsnosti povrchu. Na brúsený povrch (Ra do 3,2 µm) stačí 10 N, univerzálne sa používa 20 až 50 N, na hrubšie obrobené povrchy do Ra 15 µm treba 98 N. Väčšia sila znamená väčší vtlačok, ktorý spriemeruje viac nerovností.

Prečo mi vychádzajú rozkolísané hodnoty?

Najčastejšie preto, že povrch je drsnejší, než na aký je sonda určená, alebo sa netlačí plynulo a kolmo. Pomôže prebrúsenie povrchu, vyššia sila sondy alebo priemer z väčšieho počtu meraní.

Zmeriam UCI tvrdosť tenkého plechu?

Áno – od hrúbky 1 mm pri rade PCE-3500 a od 2 mm pri PCE-5000. To je hlavný dôvod, prečo sa UCI kupuje namiesto odrazového tvrdomera.

Dá sa UCI merať tvrdosť zvaru?

Áno, a je to typická úloha. Sonda je štíhla, dostane sa na koreň zvaru aj do tepelne ovplyvnenej oblasti, kde je pásmo úzke a vtlačok Leebovho prístroja by ho presiahol.

Potrebujem kalibráciu na každý materiál?

Krivky pre oceľ, nerez, hliník, liatinu a bronz sú prednastavené. Pri neštandardnom materiáli alebo návarovej vrstve sa prístroj kalibruje na vzorke so známou tvrdosťou – PCE-5000 si takých kalibrácií pamätá dvadsať.

Napíšte nám, aké diely meriate – hrúbku, materiál, spôsob obrobenia a či ide o kalenú vrstvu – a odporučíme prístroj aj silu sondy. Pri väčších zákazkách vieme prístroj priniesť na vyskúšanie.

UCI, alebo Leeb – ktorá metóda na vaše diely?
Sprievodca výberom UCI, alebo Leeb – ktorá metóda na vaše diely? Rozhoduje hrúbka dielu, kalená vrstva a drsnosť povrchu. Článok porovnáva obe metódy a vysvetlí voľbu sily sondy. Prečítať článok ›

Články

Servis bez starostí

Servis bez starostí

Potrebujete poslať prístroj na záručný, pozáručný servis alebo kalibráciu? So šlužbou "Servis bez starostí" šetríme Váš čas a peniaze. Pozrite sa ako to funguje.