Độ cứng là một trong yếu tố dùng để xác định độ bền của các thiết bị và linh kiện, mỗi thiết bị sẽ có độ cứng khác nhau phù hợp với chức năng của nó. Nên máy đo độ cứng được sử dụng để xác định độ bền và độ dẻo dai của vật liệu phù hợp. Vậy dòng máy này có những đặc điểm nào nổi bật? Hãy cùng 3D Vina tìm hiểu các bạn nhé!
Công dụng của máy đo độ cứng
Khi mà độ cứng của vật liệu càng cao thì có khả năng chống lại sự lún của bề mặt khi có vật tác động vào là càng lớn.Có thể nói rằng vật liệu có độ lún càng nhỏ thì độ cứng càng cao. Và độ cứng là một trong những đặc trưng cơ bản quan trọng và thiết yếu của vật liệu. Do đó, máy đo độ cứng ra đời phục vụ mục đích đo độ cứng dưới áp lực của trọng lực xác định của vật liệu đó.
Cách đo độ cứng của máy đo độ cứng thông dụng thường là dùng một mẫu thử bằng vật liệu cho trước có hình dáng và kích thước nhất định, sau đó thâm nhập vào bề mặt vật liệu với độ sâu h, và từ độ sâu h có thể tính toán được độ cứng của vật liệu cần thử.
Máy đo độ cứng đo những vật liệu nào?
Hiện nay, với sự phát triển của ngành điện – điện tử, máy đo độ cứng vật liệu có rất nhiều hãng sản xuất khác nhau cũng như có nhiều loại như: máy đo độ cứng tự động, máy đo độ cứng bằng tay,…
- Máy đo độ cứng có độ bền cao và có thể đo được nhiều loại vật liệu kim loại và phi kim khác nhau như: sắt, kẽm, cao su,…Nó hoàn toàn có thể đo được các vật liệu nhỏ, mỏng, cong,… điều này được ứng dụng ở các vật liệu nhỏ, mỏng, hình dáng không cố định như tại các bo mạch điện tử hay các thiết bị viễn thông.
- Máy đo độ cứng có thể làm được tất cả những điều đó bởi vì máy có chế độ kiểm tra từng bước, đạt tiêu chuẩn ISO chất lượng cao. Hơn nữa, tất cả thông số của vật liệu sẽ được hiển thị trên màn hình, có thiết lập phù hợp để đo được nhiều vật liệu khác nhau.
- Do đó, máy đo độ cứng là một thiết bị không thể thiếu trong những công trình, xác định được độ bền bỉ của vật liệu hay máy móc, đảm bảo được thời gian sử dụng vật liệu một cách dài lâu cho người dùng.
Máy đo độ cứng Rockwell
Vào những năm đầu thế kỷ 20, giáo sư người Áo có tên là Ludwig đã đặt nền móng cho khái niệm về vấn đề đo độ cứng. Ngay sau thì hai nhà khoa học Stanley P.Rockwell (1886-1940) và Hugh M.Rockwell (1890-1957) dựa vào lý thuyết của Ladwig để tìm ra phương pháp máy đo độ cứng đầu tiên có tên là Rockwell.
Phương pháp này được miêu tả là sử dụng một trong hai đầu đo độ cứng bằng kim cương có góc 120° hoặc đầu bi có đường kính là 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 inches để đâm vào mẫu thử. Nguyên tắc thử là dùng 2 lực sơ cấp và thứ cấp để tác dụng lên mẫu, sau đó từ vết lõm trên mẫu chúng ta tính toán ra được độ cứng của mẫu qua công thức lực tác dụng. Vết lõm càng ít thì độ cứng càng cao và ngược lại. Độ cứng của mẫu có thể được phân loại thành 4 loại như sau:
- Loại rất cao: vật liệu lớn hơn HRC62 hay HRA 80.
- Loại cao: vật liệu từ HRC52 đến cao hơn HRC60.
- Loại trung bình: vật liệu khoảng HB250÷450 và HRC 25÷45.
- Loại thấp: vật liệu nhỏ hơn HB220, HRC 20, HRB 100.
Máy đo độ cứng Vicker
Phương pháp Vicker là phương pháp được phát minh bởi các kỹ sư công ty Vicker vào năm 1924. Phương pháp này sử dụng cho những mẫu có độ cứng cao, vật liệu mỏng. Phương pháp Vicker là phương pháp được nghĩ ra vào năm 1924 bởi các kỹ sư của công ty Vicker, nó được sử dụng cho những mẫu có độ cứng cao và vật liệu mỏng.
Phương pháp này thì chỉ sử dụng duy nhất 1 mũi đo kim cương có dạng hình chóp 4 cạnh, các góc đối diện mỗi cạnh là 136°. Sau khi sử dụng các lực khác nhau như: 50N, 100N, 200N,… để tác động vào mũi kim cương để đo chiều dài đường chéo ký hiệu là D1, D2 thì từ đó ta có công thức tính ra độ cứng của vật liệu là: HV = k.F/S= 0,102.F/S = {0,102. 2. F.sin(θ/2)}/d2
Trong đó:
- HV: Độ cứng Vickers
- k=0,102
- F: Lực F
- S: Diện tích bề mặt lõm
- d= (d1+d2)/2
- θ: Góc hợp với hai mặt đối diện = 136 độ
Máy đo độ cứng SHORE
Phương pháp đo độ cứng SHORE được nghiên cứu và phát triển vào những năm 1920 bởi Albert F. Shore, thiết bị đo lường được ông phát minh có tên là Durometer. Phương pháp đo độ cứng này sẽ đo độ cứng trong điều kiện đàn hồi của vật liệu và thường được dùng để đo những chất dẻo như polime hay cao su.Độ cứng shore chính là đơn vị đo độ bền vật liệu khi chống lại lực ấn từ các mũi thử, nó có giá trị càng cao thì độ bền càng cao.
Phương pháp này được đo bằng dụng cụ phổ biến nhất là máy đo cứng (Durometer) do chính tác giả phát minh và nó cũng được biết đến như là độ cứng Durometer. Máy đo độ cứng Durometer dùng tải trọng được tạo ra nhờ một lực lò xo. Giá trị độ cứng được xác định bằng sự xuyên qua của đầu đo Durometer vào mẫu thử, nhưng do tính đàn hồi của cao su và nhựa nên trị số độ cứng có thể chuyển qua thời gian (thời gian cũng có thể coi như là giá trị của độ cứng).
Độ cứng Shore sử dụng thang đo Shore A (vật liệu bằng cao su mềm) hoặc Shore D(vật liệu cứng), là phương pháp sử dụng cho cao su, vật liệu đàn hồi và cũng có thể sử dụng cho những chất liệu nhựa mềm hơn như là: polyolefins, fluoropolymers, và vinyls.
Máy đo độ cứng kim loại để bàn
Máy đo độ cứng để bàn là thiết bị được thiết kế cố định trên bàn và có đầy đủ tính năng của thiết bị đo hoàn chỉnh, được sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm vật liệu của các nhà máy sản xuất kim loại. Thiết bị này có thể sử dụng đo nhiều mẫu khác nhau, chỉ cần mẫu đo vừa với mâm đo. Ưu điểm của nó là cho ra kết quả chính xác cao, và có kết nối phần mềm để xuất ra Excel, còn hạn chế của nó là không thể di chuyển ra kho hoặc hiện trường như các thiết bị cầm tay được.
Máy đo độ cứng cầm tay
Đây là dòng thiết bị cầm tay, có thể dễ dàng di chuyển đến những nơi cần đo đạc độ cứng một cách linh hoạt tiện lợi. Nó chỉ cho ra kết quả tương đối và chỉ đo được một số vật liệu nhất định. Dòng máy này rất được ưa chuộng bởi tính tiện lợi và linh hoạt. Ngoài ra, máy đo độ cứng cầm tay còn có giá thành tương đối rẻ, thích hợp sử dụng cho mục đích học tập hoặc các ứng dụng đòi hỏi sự nhanh chóng, tiện lợi.
Tags: 2d measure machine, Hardness Measurement Solution, máy do 2d, máy do cmm, máy đo 3d, máy đo độ cứng, máy đo độ cứng Rockwell, Sinowon, Video measuring instrument, vision measuring machine