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.
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 dielu | nerozhoduje | aspoň 2 až 5 kg, inak podložiť |
| Minimálna hrúbka steny | od 1 mm | od 5 mm s väzbovou pastou |
| Kalené a nitridované vrstvy | áno, aj tenké | len nad 0,8 mm hrúbky vrstvy |
| Vtlačok | mikroskopický, voľným okom neviditeľný | viditeľný bod |
| Zvary a úzke miesta | áno, štíhla sonda | len ak je dosť miesta pre čelo sondy |
| Nároky na povrch | vyššie – Ra podľa sily sondy | nižšie – stačí Ra do 1,6 µm |
| Rýchlosť merania | 2 až 5 s, treba plynulý prítlak | okamžitá, stlačením |
| Cena | od 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
| Model | Sonda | Rozsah HV | Navyše | Hodí sa na |
| PCE-3000 | 50 N pevná | 20 … 999 HV | farebný TFT, vyhodnotenie tolerancie | vstup do metódy UCI, bežná kontrola |
| PCE-3500-10 | 10 N | 230 … 940 HV | najjemnejší vtlačok, Ra do 3,2 µm | tenké vrstvy, pohľadové a jemné povrchy |
| PCE-3500 | 50 N | 230 … 940 HV | univerzálna sila, štatistika a SD karta | väčšina meraní vo výrobe |
| PCE-3500-98 | 98 N | 230 … 940 HV | stabilná hodnota aj na Ra do 15 µm | drsnejšie a hrubšie obrobené diely |
| PCE-5000 | 20 N + voliteľné 10 a 98 N | 50 … 999 HV | meranie za 2 s, pamäť 2 000, aj HRA | sériová kontrola, striedanie materiálov |
| KERN HO 1K | 10 N | — | KERN & Sohn | jemné povrchy |
| KERN HO 2K | 20 N | — | KERN & Sohn | univerzálne použitie |
| KERN HO 5K | 50 N | — | KERN & Sohn | bežné diely |
| KERN HO 10K | 100 N | — | KERN & Sohn | hrubé 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 sondy | Drsnosť povrchu | Veľkosť vtlačku | Typické použitie |
| 10 N | Ra do 3,2 µm – brúsený povrch | najmenší | tenké kalené vrstvy, galvanické povlaky, pohľadové diely |
| 20 N | Ra do 5 µm | malý | univerzálne, jemnozrnné materiály |
| 50 N | Ra do 10 µm | stredný | bežné obrobené diely, zvary, ozubenie |
| 98 N | Ra do 15 µm | najväčší | hrubšie 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.


Tvrdomer kovov KERN HO 1K – UCI metóda, zaťaženie 10 N
6 088,50 € s DPH

Tvrdomer kovov KERN HO 2K – UCI metóda, zaťaženie 20 N
6 088,50 € s DPH

Tvrdomer kovov KERN HO 5K – UCI metóda, zaťaženie 50 N
6 088,50 € s DPH

Tvrdomer kovov KERN HO 10K – UCI metóda, zaťaženie 100 N
6 088,50 € s DPH

Ultrazvukový tvrdomer kovov PCE-3000 s farebným displejom
3 499,35 € s DPH

Ultrazvukový tvrdomer kovov PCE-3500-10 so sondou 10 N
3 758,88 € s DPH

Ultrazvukový tvrdomer kovov PCE-3500 so sondou 50 N
3 758,88 € s DPH

Ultrazvukový tvrdomer kovov PCE-3500-98 so sondou 98 N
3 838,83 € s DPH

Ultrazvukový tvrdomer kovov PCE-5000 s pamäťou 2000 meraní
5 854,80 € s DPH
Články

Ultrazvukové meranie tvrdosti UCI – kedy je lepšie ako Leeb
Odrazový tvrdomer je lacný a rýchly, ale na tenkom plechu, na kalenej vrstve alebo na zvare dá systematicky nižšiu hodnotu. Ultrazvuková metóda UCI tieto úlohy zvládne – za cenu vyšších nárokov na povrch a na správnu voľbu sondy.