경도 테스트의 디지털 기술

Sep 26, 2023

이미지 출처: 뷸러

경도 테스트는 빠르고 효율적인 방식으로 정량적 측정을 제공하기 위해 개발된 간단한 기계적 테스트입니다. 경도 시험은 인장 강도와 상관관계가 있을 수 있지만 훨씬 적은 시간과 노력이 필요하고 비교적 비파괴적이기 때문에 인장 시험과 같은 다른 기술 대신 사용됩니다.

Wilson이 20세기 초에 처음으로 Rockwell 테스트를 개발했을 때 테스트 속도로 인해 이 기술이 빠르게 채택되어 생산 라인 제조의 성장과 당시 전쟁 노력에 필요한 부품의 대량 생산을 지원했습니다. 다양한 유형의 경도 테스트 기술이 수년에 걸쳐 개발되었으며 가장 일반적인 예로는 Rockwell, Vickers, Knoop 및 Brinell 테스트가 있습니다. 각각 고유한 장점과 한계가 있지만 테스트의 속도, 정확성 및 재현성으로 인해 오늘날의 품질 관리 환경에서 각각의 위치를 ​​확보했습니다.

디지털 시대는 이미 경도 시험 기술에 많은 변화를 가져왔습니다. 로드 셀은 대부분 무게를 대체했습니다. 기계 제어는 이제 모터로 구동되는 경우가 많습니다. 필요한 경우 인덴트의 시각적 측정은 사람의 개입 없이 자동으로 위치를 찾고 초점을 맞추고 측정됩니다.

그림 1: 20세기 초 Rockwell 경도 시험기. 이미지 출처: Buehler(이미지를 클릭하면 확대됩니다.)

이러한 영역에 자동화가 추가되면서 단일 경도 압입의 반복성과 재현성이 새로운 수준으로 향상되어 설계 경계가 확장되고 제조 품질 제어가 더욱 정확해졌습니다. 디지털 시대의 또 다른 측면은 경도 들여쓰기의 자동화된 배치의 도입입니다. 이는 초기에 기어의 표면 열처리와 같은 특정 응용 분야에 의해 추진되었습니다. 단단한 표면층과 부드러운 내부 구조의 조합으로 기어 구성 요소가 내마모성뿐만 아니라 사용 중 높은 응력과 피로도 견딜 수 있게 되었습니다. 변화하는 경도를 보다 신속하게 평가하고 열처리 공정에서 충분한 케이스 깊이가 확보되도록 하기 위해 시험편의 이동을 자동화하는 기능이 컴퓨터화로 도입되었습니다.

그림 2 – Vickers는 Filar 선으로 들여쓰기합니다. 이미지 출처: Buehler(이미지를 클릭하면 확대됩니다.)

그림 3 – 케이스 깊이 측정. 이미지 출처: Buehler(이미지를 클릭하면 확대됩니다.)

항상 그래왔듯, 새로운 기술은 새로운 기회를 창출합니다. 경도 시험기에 대한 최신 컴퓨터 제어는 한 줄의 들여쓰기를 만드는 것 이상으로 발전했습니다.

최고의 소프트웨어 패키지는 잠재적인 테스트 문제를 강조하거나 테스트 중인 다양한 구성 요소에 맞게 테스트 프로그램을 적용하기 위한 많은 도구를 제공할 수 있습니다. 테스트 조각의 가장자리를 자동으로 찾고, 관심 영역을 스캔하고, 들여쓰기 패턴을 올바른 위치에 스냅하고, 배치를 검토하고, 즉석에서 조정하는 기능과 같은 기능은 모두 큰 노력을 들이지 않고도 변화하는 요구 사항에 적응할 수 있는 사용 편의성과 다양성을 제공합니다. 운영자.

이제 샘플을 '스캔'하고 들여쓰기 콜라주를 만들어 재료 경도 변화에 대한 풍부한 세부 정보를 제공할 수 있습니다. 생성된 경도 맵은 문자 그대로 모든 테스트 데이터에 새로운 차원을 추가하여 열처리 공정에 대한 신속한 정성적 평가를 제공하고 면밀한 검사가 필요한 경우 자세한 정량적 데이터를 사용할 수 있습니다. 그림 4는 기어 톱니의 경도 매핑을 보여줍니다. 이를 통해 경도 침투 깊이를 즉시 확인하고 문제를 시각화할 수 있습니다. 이는 품질 관리 환경에서는 항상 필요한 것은 아니지만 개발, 고장 분석, 새로운 제조 프로세스 설정 또는 최고 사양 품질 관리를 위해 이러한 종류의 분석은 매우 중요할 수 있습니다. 경도 맵을 시각화하고, 최대 및 최소 경도 값을 설정하고, 비정상적인 압입을 신속하게 식별하는 기능은 이러한 프로그램을 매우 사용자 친화적으로 만듭니다. 다른 도구는 사용자가 ASTM 및 ISO 사양을 준수하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 가상 들여쓰기 크기 오버레이를 통해 사용자는 최소 들여쓰기 간격 준수 여부를 쉽게 평가할 수 있습니다.