열처리된 공작물의 경도 측정 방법

표면 열처리는 크게 표면 담금질 및 템퍼링 열처리와 화학 열처리 두 가지로 나뉜다. 경도 측정 방법은 다음과 같다.

1. 표면 담금질 및 템퍼링 열처리

표면 담금질 및 템퍼링 열처리는 일반적으로 유도 가열 또는 화염 가열을 통해 수행됩니다. 주요 기술 매개변수는 표면 경도, 국부 경도 및 유효 경화층 깊이입니다. 경도 측정에는 비커스 경도계 또는 로크웰 경도계를 사용할 수 있습니다. 실험 장비 선택은 유효 경화층 깊이와 공작물의 표면 경도에 따라 달라집니다. 여기에는 세 가지 종류의 경도계가 사용됩니다.

(1) 비커스 경도계는 열처리된 공작물의 표면 경도를 측정하는 중요한 수단이다. 0.5~100KG의 시험력을 이용하여 0.05mm 두께의 얇은 표면 경화층까지 측정할 수 있다. 정확도가 높아 열처리된 공작물의 미세한 표면 경도 차이뿐만 아니라 유효 경화층의 깊이까지도 구별할 수 있다. 따라서 표면 열처리 공정을 수행하거나 표면 열처리된 공작물을 다량 사용하는 사업장에는 비커스 경도계를 구비하는 것이 필수적이다.

(2) 표면 로크웰 경도계는 표면 담금질된 가공물의 경도를 측정하는 데에도 매우 적합합니다. 표면 로크웰 경도계는 세 가지 측정 스케일을 선택할 수 있으며, 유효 경화층 두께가 0.1mm를 초과하는 다양한 표면 경화 가공물을 측정할 수 있습니다. 표면 로크웰 경도계의 정확도는 비커스 경도계만큼 높지는 않지만, 열처리 공장의 품질 관리 및 적격성 검사 방법으로서의 요구 사항을 충분히 충족합니다. 또한, 조작이 간단하고 사용이 편리하며 가격이 저렴하고 측정 속도가 빠르며 경도값을 직접 읽을 수 있다는 장점이 있습니다. 표면 로크웰 경도계를 사용하면 표면 열처리된 가공물을 하나씩 빠르고 비파괴적으로 검사할 수 있어 금속 가공 및 기계 제조 공장에 매우 유용합니다. 표면 열처리 경화층이 두꺼운 경우에도 로크웰 경도계를 사용할 수 있습니다. 열처리 경도층 두께가 0.4~0.8mm일 경우 HRA 척도를 사용할 수 있습니다. 경화층 깊이가 0.8mm를 초과할 경우 HRC 척도를 사용할 수 있습니다. 비커스, 로크웰, 표면 로크웰 세 가지 경도 표준값은 서로 쉽게 변환할 수 있으며, 사용자가 요구하는 표준, 도면 또는 경도값으로 변환할 수 있습니다. 해당 변환표는 국제 표준 ISO, 미국 표준 ASTM 및 중국 표준 GB/T에 제공됩니다.

(3) 열처리 경화층의 두께가 0.2mm 이상인 경우 Leeb 경도계를 사용할 수 있으나 C형 센서를 선택해야 합니다. 측정 시 공작물의 표면 조도와 전체 두께에 주의해야 합니다. 이 측정 방법은 Vickers 및 Rockwell 경도계만큼 정확하지는 않지만 공장 내 현장 측정에 적합합니다.

2. 화학적 열처리

화학 열처리란 하나 또는 여러 화학 원소의 원자를 공작물 표면에 침투시켜 공작물 표면의 화학적 조성, 구조 및 성능을 변화시키는 공정입니다. 담금질 및 저온 템퍼링 후, 공작물 표면은 높은 경도, 내마모성 및 접촉 피로 강도를 가지며, 공작물 내부는 높은 강도와 ​​인성을 갖게 됩니다. 화학 열처리된 공작물의 주요 기술 매개변수는 경화층 깊이와 표면 경도입니다. 경도가 50HRC까지 떨어지는 지점을 유효 경화층 깊이라고 합니다. 화학 열처리된 공작물의 표면 경도 시험은 표면 담금질 열처리된 공작물의 경도 시험과 유사합니다. 비커스 경도계, 로크웰 경도계 또는 로크웰 경도계를 사용할 수 있습니다. 경도계는 질화층 두께가 두꺼운 경우에만 사용할 수 있으며, 일반적으로 0.7mm 이하인 얇은 질화층 두께의 경우에는 로크웰 경도계를 사용할 수 없습니다.

3. 국소 열처리

국부적으로 높은 경도가 요구되는 부품의 경우, 유도 가열 등을 이용하여 국부 담금질 열처리를 실시할 수 있습니다. 이러한 부품은 일반적으로 도면에 국부 담금질 열처리 위치와 경도 값을 표시해야 하며, 지정된 영역에서 경도 시험을 수행해야 합니다. 경도 시험 장비로는 로크웰 경도계를 사용하여 HRC 경도 값을 측정할 수 있습니다. 열처리 경화층이 얕은 경우에는 표면 로크웰 경도계를 사용하여 HRN 경도 값을 측정할 수 있습니다.