Twardościomierze

Twardościomierze stanowią obok narzędzi i urządzeń do pomiaru wielkości geometrycznych podstawowe oręże w walce o właściwości mechaniczne i trwałość produktu i jego komponentów. Nie jest to najszybciej rozwijająca się gałąź metrologii, ale popularność twardościomierzy Rockwella, Brinella i Vickersa sprawia, że każdy pracownik kontroli jakości może stanąć w obliczu konieczności wybrania właściwej metody pomiarowej i urządzenia.

Twardościomierz Rockwella dokonuje pomiaru na podstawie głębokości odcisku pozostawionego przez diamentowy wgłębnik o znormalizowanej geometrii. Każda jednostka w popularnej skali HRC oznacza odcisk o 0,002 mm płytszy niż ten, który odpowiada materiałowi miększemu o 1 HRC. Pomiar tą metodą jest bardzo szybki i niemal wolny od wpływu operatora, ale dla współczesnych technologii często cechuje się zbyt małą zdolnością rozdzielczą. Podobną wadą obciążony jest twardościomierz Brinella, choć biorąc pod uwagę jego stosowania na początkowym etapie produkcji, kiedy materiał jest miękki i będzie poddawany dalszej obróbce cieplnej i cieplno-chemicznej, w urządzeniach tych docenia się dużą siłę nacisku i obszar kontaktu wgłębnika z materiałem. Kiedy rozdzielczość ma duże znaczenie, z pomocą przychodzi twardościomierz Vickersa. Wprawdzie jest droższy ze względu na konieczności wbudowania mikroskopu pomiarowego, ale w przypadku twardych materiałów w jednej jednostce Rockwella mieści się ponad 20 jednostek Vickersa. Zainteresowani metodami pomiarowymi znajdą ciekawe informacje w Poradniku do pomiarów twardości.

Z użytkowego punktu widzenia urządzenia można podzielić na twardościomierze przenośne i twardościomierze stacjonarne. Te pierwsze cechuje zazwyczaj niewielka masa, sprzyjająca transportowaniu oraz poręczna głowica pomiarowa. Najlepsze twardościomierze przenośne umożliwiają pomiar w dowolnym położeniu głowicy pomiarowej, tj. na powierzchniach pochyłych, a nawet z głowicą skierowaną ku górze. Nie są one również wrażliwe na masę obiektu. Konieczność pomiaru na małej i lekkiej części dyskwalifikuje wiele twardościomierzy energetycznych.

Cena twardościomierza Rockwella jest uzależniona od charakteru urządzenia oraz od poziomu automatyzacji. Porównując podstawowe urządzenia należy spodziewać się, że wersja przenośna jest tańsza od konstrukcji stacjonarnej, ale dobry, zaawansowany twardościomierz przenośny do stosowania na wymagających materiałach może osiągnąć wartość zautomatyzowanego urządzenia stacjonarnego.

Cena twardościomierza Brinella jest również zależna od poziomu automatyzacji i mobilności, ale biorąc pod uwagę konieczność zadania dużego obciążenia na wgłębnik, urządzenia przenośne nie dokonują pomiaru ściśle według normy PN-EN ISO 6506. Podobnie jest przy twardościomierzach Vickersa, choć tutaj znormalizowany pomiar utrudnia nie tyle siła nacisku, co konieczność optycznego zmierzenia przekątnych odcisku wgłębnika. Cena twardościomierza Vickersa będzie zależna od zakresu pomiarowego – im mniejsze obciążenie, tym mniejszy odcisk i konieczność zastosowania układu optycznego lepszej jakości… i wyższa cena. W niektórych zadaniach pomiarowych taki mały odcisk jest niestety niezbędny. Wówczas należy sięgnąć po mikrotwardościomierz Vickersa.

Liczba modeli i wariantów twardościomierzy dostępnych na rynku może przyprawić o ból głowy. Zachęcamy do opisania nam swoich wymagań odnośnie urządzenia, a my dołożymy starań, aby zaproponować twardościomierz, które je spełnia i jest najbardziej ekonomiczny.