里氏硬度計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

桑國(guó)旗

(時(shí)代集團(tuán)公司 北京時(shí)代之峰科技有限公司, 北京 100085)

里氏硬度計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

桑國(guó)旗

(時(shí)代集團(tuán)公司 北京時(shí)代之峰科技有限公司, 北京 100085)

簡(jiǎn)要介紹了里氏硬度計(jì)及其特點(diǎn)、適用場(chǎng)合和發(fā)展現(xiàn)狀。根據(jù)里氏硬度測(cè)試過(guò)程的3個(gè)主要環(huán)節(jié)(里氏硬度的測(cè)試、硬度的轉(zhuǎn)換、測(cè)試數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用)，分析了里氏硬度計(jì)當(dāng)前存在的幾個(gè)主要問(wèn)題，如缺乏定制硬度轉(zhuǎn)換表、對(duì)大行業(yè)適應(yīng)性不強(qiáng)、難以集成到現(xiàn)代化生產(chǎn)線等。并依據(jù)這些問(wèn)題，綜合考慮現(xiàn)代化生產(chǎn)的特點(diǎn)，提出了里氏硬度測(cè)試裝備工具化、定制硬度轉(zhuǎn)換表、智能化、行業(yè)化、自動(dòng)化等幾個(gè)發(fā)展方向。

里氏硬度計(jì);發(fā)展現(xiàn)狀；存在問(wèn)題；硬度轉(zhuǎn)換；發(fā)展方向

里氏硬度計(jì)自問(wèn)世至今，已有近40 a(年)的發(fā)展歷史，并因其無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)，在金屬材料的硬度檢測(cè)方面有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。近些年來(lái)，里氏硬度計(jì)的發(fā)展遭遇瓶頸，儀器中存在的一些問(wèn)題始終未能得到根本解決，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，發(fā)展方向并不清晰。筆者主要分析了里氏硬度計(jì)發(fā)展過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，并提出了解決方法，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要，對(duì)里氏硬度計(jì)未來(lái)的發(fā)展方向提出了設(shè)想。

1 里氏硬度計(jì)

里氏硬度計(jì)是一種測(cè)定金屬材料硬度特性的計(jì)量檢測(cè)儀器，它以里氏硬度試驗(yàn)為理論依據(jù)，結(jié)合先進(jìn)的微電子技術(shù)研制而成。里氏硬度計(jì)數(shù)字顯示硬度值，其體積小、重量輕、測(cè)試簡(jiǎn)單，具有攜帶方便、檢測(cè)效率高、對(duì)試驗(yàn)表面損傷輕微等優(yōu)點(diǎn)。里氏硬度計(jì)可用于硬度范圍很寬的金屬材料試驗(yàn)，特別適用于測(cè)定大型、重型、不宜拆卸、空間狹小、不同方向、特殊部位等工件的硬度檢測(cè)。

1.1 里氏硬度計(jì)的理論依據(jù)和工作原理

里氏硬度計(jì)的理論依據(jù)是里氏硬度試驗(yàn)。里氏硬度試驗(yàn)是由瑞士LEEB博士在1978年首次提出的，其基本原理是：用規(guī)定質(zhì)量的沖擊體在彈力作用下，以一定的速率沖擊試樣表面，用沖擊體在距試樣表面1 mm處的回彈速率與沖擊速率的比值計(jì)算試樣硬度。計(jì)算公式如下[1]

式中：HL為里氏硬度；va為沖擊體的沖擊速率；vb為沖擊體的回彈速率。

在相同的測(cè)試環(huán)境和測(cè)試條件下，沖擊體的沖擊速率基本一致，對(duì)于硬度較高的試樣，沖擊體的回彈速率較大，因此得到的里氏硬度也較大。由原理可見(jiàn)，與布氏、洛氏、維氏等靜態(tài)試驗(yàn)方法相對(duì)，里氏硬度試驗(yàn)屬于動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法[2]。

里氏硬度計(jì)是根據(jù)里氏硬度試驗(yàn)理論，將沖擊體的速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)(圖1)，再利用微電子技術(shù)進(jìn)行信號(hào)采集,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后得出里氏硬度。

圖1 沖擊過(guò)程示意圖Fig.1 Schematic diagram of the impact process

在里氏硬度計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為布氏、洛氏、維氏、肖氏等其他硬度，這就需要用到硬度轉(zhuǎn)換表。硬度轉(zhuǎn)換表給出的是兩種硬度之間的對(duì)比關(guān)系，是通過(guò)大量的對(duì)比試驗(yàn)得出的。

1.2 里氏硬度計(jì)的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合

1.2.1 里氏硬度計(jì)的特點(diǎn)

里氏硬度計(jì)相比其他的硬度計(jì)，有其無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)：①可檢測(cè)臺(tái)式硬度計(jì)無(wú)法檢測(cè)的工件(詳見(jiàn)1.2.2節(jié))；②便攜；③檢測(cè)效率高；④試樣表面損傷輕微。

1.2.2 里氏硬度計(jì)的適用場(chǎng)合

里氏硬度計(jì)在金屬材料硬度檢測(cè)方面有著非常廣泛的應(yīng)用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)行失效分析等方面發(fā)揮了重要作用。里氏硬度計(jì)的適用場(chǎng)合主要有：①模具型腔；②重型工件；③軸承及其他零件；④壓力容器、汽輪發(fā)電機(jī)組及設(shè)備的失效分析；⑤試驗(yàn)空間很狹小的工件，如凹槽、內(nèi)孔等部件；⑥要求對(duì)測(cè)試結(jié)果有正規(guī)的原始記錄；⑦技術(shù)材料倉(cāng)庫(kù)的材料區(qū)分，如退火或調(diào)質(zhì)鋼；⑧大型工件大范圍內(nèi)多處部位的快速檢驗(yàn)。

2 里氏硬度計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1 里氏硬度計(jì)的發(fā)展

在LEED博士提出里氏硬度試驗(yàn)理論后,1979年第一臺(tái)里氏硬度計(jì)在瑞士誕生。在中國(guó)，第一臺(tái)里氏硬度計(jì)由時(shí)代集團(tuán)公司于1988年研制成功。多年來(lái)，里氏硬度計(jì)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展。

2.1.1 里氏硬度計(jì)的分類

里氏硬度計(jì)大致可分為兩大類：分體式里氏硬度計(jì)(圖2)和一體化里氏硬度計(jì)(圖3)。其中，分體式里氏硬度計(jì)可接多種類型的沖擊裝置[3]，硬度測(cè)試范圍寬，功能強(qiáng)大；一體化里氏硬度計(jì)的沖擊裝置與主機(jī)集成為一體，便攜性良好，使用簡(jiǎn)單方便。兩類硬度計(jì)各有優(yōu)點(diǎn)，互補(bǔ)并存，長(zhǎng)期以來(lái)相對(duì)獨(dú)立發(fā)展。

圖2 分體式里氏硬度計(jì)形貌Fig.2 Morphology of the split Leeb hardness tester

圖3 一體化里氏硬度計(jì)形貌Fig.3 Morphology of the integrated Leeb hardness tester

后期研制的里氏硬度測(cè)試系統(tǒng)(如時(shí)代TIME5200里氏硬度測(cè)試系統(tǒng)，由1臺(tái)主機(jī)和多達(dá)10臺(tái)不同類型的從機(jī)通過(guò)無(wú)線組網(wǎng)形成)結(jié)合了分體式里氏硬度計(jì)和一體化里氏硬度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，是一種全新的測(cè)試系統(tǒng)，但在儀器單體上仍可歸屬到上述兩大分支。

2.1.2 新技術(shù)在里氏硬度計(jì)上的持續(xù)應(yīng)用

里氏硬度計(jì)是與微電子技術(shù)及其他應(yīng)用技術(shù)同步發(fā)展的，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用于里氏硬度計(jì)產(chǎn)品上。主處理器的集成度和運(yùn)算速率在不斷提高，體積和功耗則越來(lái)越小，模擬電路的性能和精度也都在提升，使得里氏硬度計(jì)的測(cè)試精度更高、性能更好、體積更小；通用串行總線(USB)等接口技術(shù)的普及應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)傳輸更加快速；存儲(chǔ)介質(zhì)的豐富使大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為可能；顯示裝置從最早的段碼液晶發(fā)展到后來(lái)的點(diǎn)陣/彩色點(diǎn)陣、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)等，使顯示內(nèi)容更加豐富細(xì)膩；無(wú)線通信技術(shù)如藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)(Wi-Fi)等為儀器通過(guò)無(wú)線組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化創(chuàng)造了條件；等等。

所有這些新技術(shù)在里氏硬度計(jì)上的持續(xù)應(yīng)用，使得里氏硬度計(jì)的測(cè)試精度更高、可靠性更好、體積更小、重量更輕、功能更強(qiáng)、外觀更時(shí)尚、顯示內(nèi)容更豐富，并可通過(guò)無(wú)線技術(shù)與其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，為里氏硬度測(cè)試的智能化和自動(dòng)化提供了可能。

2.2 里氏硬度測(cè)試的3個(gè)主要環(huán)節(jié)

2.2.1 里氏硬度的測(cè)試

里氏硬度測(cè)試是依據(jù)里氏硬度試驗(yàn)原理，通過(guò)沖擊裝置及信號(hào)處理與測(cè)量電路，把被測(cè)工件的材料硬度特性量化為里氏硬度。該環(huán)節(jié)是里氏硬度測(cè)試的核心部分，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，目前里氏硬度測(cè)試的精度、重復(fù)性等指標(biāo)均已能滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的需求。因此，該環(huán)節(jié)雖然是里氏硬度測(cè)試的核心部分，但已經(jīng)不是發(fā)展的重點(diǎn)。

2.2.2 硬度的轉(zhuǎn)換

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)要求檢測(cè)工件的布氏、洛氏、維氏、肖氏等其他硬度，這就涉及到里氏硬度與其他硬度的轉(zhuǎn)換[4]。這種硬度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是通過(guò)大量的對(duì)比試驗(yàn)得出的，并固化在里氏硬度計(jì)固件里，這種對(duì)比關(guān)系與被測(cè)材料相關(guān)。里氏硬度與其他硬度轉(zhuǎn)換通常有以下兩種方式。

(1) 通用轉(zhuǎn)換

將測(cè)定的里氏硬度帶入通用的按材料大致分類的換算表中，得出相應(yīng)的其他硬度。這些換算關(guān)系是用大量有代表性的材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后得出的對(duì)比數(shù)據(jù)或?qū)Ρ惹€。里氏硬度計(jì)中保存的就是這種通用換算關(guān)系。通用轉(zhuǎn)換過(guò)程無(wú)須用戶介入，用戶只需在測(cè)試前對(duì)里氏硬度計(jì)進(jìn)行必要設(shè)置，選擇適合的測(cè)試材料和硬度制式。對(duì)比試驗(yàn)的材料范圍很廣，因此通用轉(zhuǎn)換的硬度測(cè)試范圍也很寬。

(2) 特定轉(zhuǎn)換

用代表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的特定材料作為試樣，對(duì)里氏硬度與其他硬度作對(duì)比試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得出里氏硬度與其他硬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種特定轉(zhuǎn)換可以是一個(gè)小硬度范圍內(nèi)的、全新的轉(zhuǎn)換關(guān)系；也可以是以現(xiàn)有的某一通用轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表為基礎(chǔ)，對(duì)轉(zhuǎn)換誤差較大的某一段對(duì)比數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，重新生成轉(zhuǎn)換表[5]。

2.2.3 測(cè)試數(shù)據(jù)的處理及應(yīng)用

該環(huán)節(jié)決定了里氏硬度測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用主要依賴于生產(chǎn)流程，同時(shí)還與具體行業(yè)以及具體使用單位的自動(dòng)化程度、信息化程度等有很大關(guān)系。如測(cè)試數(shù)據(jù)是用來(lái)做什么，是用來(lái)判定工件合格與否，還是用來(lái)分析被測(cè)工件的硬度均勻性，檢測(cè)結(jié)果是否留存?zhèn)浒?，是否需要追溯，是否需要與被測(cè)工件的其他檢測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)整合，是否參與遠(yuǎn)程監(jiān)控及智能化控制，等等。該環(huán)節(jié)是最貼近實(shí)際應(yīng)用的部分。

2.3 里氏硬度計(jì)存在的幾個(gè)問(wèn)題

2.3.1 “測(cè)值不準(zhǔn)”的問(wèn)題

“測(cè)值不準(zhǔn)”，是用戶在使用里氏硬度計(jì)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題，產(chǎn)生“測(cè)值不準(zhǔn)”的原因基本上有兩大類。

第一類：不適合的測(cè)試條件及不規(guī)范的測(cè)試操作，直接影響的是里氏硬度測(cè)試值。里氏硬度測(cè)試的操作過(guò)程看似簡(jiǎn)單，但如果不能滿足規(guī)定的測(cè)試條件，或者測(cè)試操作不規(guī)范，就會(huì)影響里氏硬度試驗(yàn)的根本，產(chǎn)生較大的測(cè)試誤差，引起測(cè)值不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)論。

第二類：除第一類問(wèn)題外，里氏硬度測(cè)試值就應(yīng)該是準(zhǔn)確的，所謂的“測(cè)值不準(zhǔn)”通常是在硬度轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生了較大的“轉(zhuǎn)換”誤差[6]。究其原因，材料的硬度是與其他一系列物理指標(biāo)相關(guān)的，而通用的硬度轉(zhuǎn)換表，只是預(yù)先針對(duì)某幾種材料進(jìn)行了硬度對(duì)比試驗(yàn)。實(shí)際應(yīng)用中，被測(cè)工件的材料多種多樣，即使為同一類型的材料，也不可能和通用轉(zhuǎn)換表的“模板”完全相符，從而產(chǎn)生較大的“轉(zhuǎn)換”誤差，而這種誤差在用戶看來(lái)就是“測(cè)試”誤差，是儀器“測(cè)值不準(zhǔn)”。

針對(duì)第一類問(wèn)題的解決辦法是，操作者要通過(guò)必要的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，熟悉里氏硬度試驗(yàn)的原理以及對(duì)測(cè)試條件的要求[7]。比如：測(cè)試環(huán)境應(yīng)無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)烈磁場(chǎng)、無(wú)腐蝕性介質(zhì)及嚴(yán)重粉塵；要根據(jù)工件的實(shí)際狀況選擇適合的沖擊裝置類型，對(duì)有弧度的測(cè)試表面要選擇適合的異型支承環(huán)；如果工件質(zhì)量太小或者屬于板材、線材件，則需要耦合在其他物體表面或提供穩(wěn)定支承；被測(cè)表面的硬化層厚度、表面粗糙度等均要符合要求；測(cè)試操作要保證沖擊裝置穩(wěn)定地壓在被測(cè)工件表面，沖擊過(guò)程應(yīng)該穩(wěn)定，不允許單手操作；測(cè)試點(diǎn)之間不能距離太近，以免受到硬化點(diǎn)的影響，測(cè)試點(diǎn)也不能距離工件邊緣太近；等等?？傊熘锸嫌捕仍囼?yàn)對(duì)測(cè)試條件的要求，保證測(cè)試過(guò)程的規(guī)范。

針對(duì)第二類問(wèn)題的解決辦法是，要定制用戶自己的硬度轉(zhuǎn)換表，或者通過(guò)對(duì)某種材料的硬度轉(zhuǎn)換曲線進(jìn)行修正。對(duì)于有代表性的大行業(yè)，需要對(duì)較寬硬度范圍的特定材料進(jìn)行測(cè)試，這種情況需要行業(yè)用戶和硬度計(jì)生產(chǎn)廠家共同進(jìn)行大量的對(duì)比試驗(yàn)，根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)通用的某種材料的硬度轉(zhuǎn)換曲線進(jìn)行修正，使修正后的硬度轉(zhuǎn)換表更符合行業(yè)特性；而對(duì)于硬度范圍較小的測(cè)試材料，則可由用戶獨(dú)立完成，通過(guò)簡(jiǎn)單的硬度對(duì)比試驗(yàn)，然后在里氏硬度計(jì)上生成用戶定制的硬度轉(zhuǎn)換表。

綜上，要解決“測(cè)值不準(zhǔn)”的問(wèn)題，首先要弄清楚“測(cè)值不準(zhǔn)”的原因，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行解決。

2.3.2 “一機(jī)萬(wàn)能”的問(wèn)題

“一機(jī)萬(wàn)能”的問(wèn)題，即“行業(yè)定制”的問(wèn)題。將一臺(tái)裝有通用硬度轉(zhuǎn)換表的標(biāo)準(zhǔn)版里氏硬度計(jì)用在所有行業(yè)，滿足所有測(cè)試場(chǎng)景是不現(xiàn)實(shí)的，因此必須細(xì)化行業(yè)需求，在傳統(tǒng)的里氏硬度計(jì)基礎(chǔ)上推出依托大行業(yè)的定制機(jī)型，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：①根據(jù)測(cè)試材料定制更準(zhǔn)確的硬度轉(zhuǎn)換表(以通用轉(zhuǎn)換表修正為主)；②根據(jù)大行業(yè)的特點(diǎn)定制里氏硬度計(jì)的功能，提高檢測(cè)效率。

2.3.3 “數(shù)據(jù)孤島”的問(wèn)題

“數(shù)據(jù)孤島”的問(wèn)題,即里氏硬度計(jì)如何實(shí)現(xiàn)智能化和信息化的問(wèn)題。傳統(tǒng)的里氏硬度計(jì)只是一個(gè)儀器單體，是一個(gè)相對(duì)孤立的設(shè)備，所有設(shè)置操作均由操作者在設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)也是存儲(chǔ)到本機(jī)，然后通過(guò)打印機(jī)打印結(jié)果，或者通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的測(cè)試數(shù)據(jù)輸出功能。相對(duì)于自動(dòng)化和信息化的迅猛發(fā)展，里氏硬度計(jì)的現(xiàn)代化生產(chǎn)依然滯后，已不能滿足諸如遠(yuǎn)程控制、無(wú)人值守的定期檢測(cè)、融入云端大數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)的偵測(cè)、工件的綜合診斷等功能，大大抑制了金屬工件制造與加工過(guò)程的生產(chǎn)效率。

3 里氏硬度測(cè)試設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

里氏硬度計(jì)作為金屬材料的硬度檢測(cè)設(shè)備，應(yīng)盡可能滿足實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程需求，通過(guò)分析里氏硬度計(jì)的典型使用場(chǎng)合以及現(xiàn)存的問(wèn)題，綜合考慮技術(shù)發(fā)展水平和現(xiàn)代化進(jìn)程，在此淺談一下里氏硬度計(jì)的幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 工具化的便攜式里氏硬度計(jì)

便攜是里氏硬度計(jì)相比其他硬度計(jì)最大的優(yōu)勢(shì)之一。對(duì)于諸如倉(cāng)庫(kù)材料區(qū)分、已安裝工件的失效分析、空間狹小及多種方向的硬度測(cè)試等應(yīng)用場(chǎng)合，工具化的里氏硬度計(jì)是最適合的。工具化就要求儀器體積小、重量輕、便于攜帶與握持、操作簡(jiǎn)單、不帶多余功能等?？刹捎靡惑w化里氏硬度計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)著重考慮上述要求，以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為主。

3.2 具備用戶自定義轉(zhuǎn)換表的里氏硬度計(jì)

對(duì)于在使用過(guò)程中遇到的“測(cè)值不準(zhǔn)”的第二類問(wèn)題，在硬度范圍不大而硬度轉(zhuǎn)換誤差較大的情況下，可由用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的硬度對(duì)比試驗(yàn)，生成定制的硬度轉(zhuǎn)換表來(lái)解決該類問(wèn)題，使“測(cè)值”更準(zhǔn)確。以時(shí)代TIME5306型里氏硬度計(jì)為例，用戶可定制多達(dá)5種硬度轉(zhuǎn)換表(自定義材料)，對(duì)比試驗(yàn)只需2～5個(gè)測(cè)試塊，用戶操作簡(jiǎn)單方便。

3.3 里氏硬度計(jì)的智能化與虛擬化

智能化是解決里氏硬度計(jì)“數(shù)據(jù)孤島”問(wèn)題的有效途徑。在里氏硬度計(jì)上增加無(wú)線模塊，使里氏硬度計(jì)加入物聯(lián)網(wǎng)，打通數(shù)據(jù)通道，成為智能型里氏硬度計(jì)。時(shí)代TIME5352型里氏硬度計(jì)(圖4)內(nèi)置Wi-Fi功能模塊，依托時(shí)代智能化云端測(cè)試系統(tǒng)，可快速連接外部Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，并可通過(guò)手機(jī)端、電腦端的軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析及靈活的報(bào)表打印、遠(yuǎn)程視頻協(xié)助、設(shè)備端軟件遠(yuǎn)程升級(jí)、APP在線升級(jí)、消息推送、設(shè)備定位管理、在線幫助及售后支持等智能化的功能。智能化的里氏硬度計(jì)不再是一臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備，而可以依托強(qiáng)大的智能化測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更為強(qiáng)大的功能。

圖4 智能型里氏硬度計(jì)形貌Fig.4 Morphology of the intelligent Leeb hardness tester

而虛擬化的里氏硬度計(jì)則是在手機(jī)或電腦上添加信號(hào)采集硬件模塊(智能沖擊裝置)及基于圖形用戶界面(GUI)的應(yīng)用軟件，然后借助手機(jī)或電腦設(shè)備，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的運(yùn)算功能及通信功能。

3.4 依托大行業(yè)的定制里氏硬度計(jì)

里氏硬度計(jì)必將打破一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢測(cè)天下硬度的“萬(wàn)金油”形象，將來(lái)會(huì)依托大行業(yè)，針對(duì)具體大行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)流程，制定適合行業(yè)的檢測(cè)方法，生成更準(zhǔn)確的硬度轉(zhuǎn)換關(guān)系。時(shí)代TIME5303型軋輥專用硬度計(jì)即是對(duì)軋輥生產(chǎn)行業(yè)的一種定制機(jī)型。通過(guò)對(duì)大量的軋輥試樣進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)[8]，用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)某通用轉(zhuǎn)換表進(jìn)行修正，提高了軋輥工件的肖氏硬度轉(zhuǎn)換精度(里氏硬度轉(zhuǎn)換為肖氏硬度)，已經(jīng)在軋輥生產(chǎn)行業(yè)獲得了更加廣泛的應(yīng)用。另外，里氏硬度計(jì)在功能上如何適應(yīng)大行業(yè)也需要給予充分考慮。

3.5 用于自動(dòng)化生產(chǎn)線的里氏硬度測(cè)試單元

自動(dòng)化生產(chǎn)線具備提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件等優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械制造業(yè)中就有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工、機(jī)械裝配等諸多生產(chǎn)線，自動(dòng)化生產(chǎn)線是現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線上工件的質(zhì)量控制也必然要求自動(dòng)化，因此無(wú)人值守、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試的里氏硬度測(cè)試裝備會(huì)大有作為，將來(lái)可作為標(biāo)準(zhǔn)“里氏硬度測(cè)試單元”，集成到自動(dòng)化生產(chǎn)線上，成為生產(chǎn)大系統(tǒng)的眾多感知器官之一，大大提高檢測(cè)效率和生產(chǎn)效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

里氏硬度計(jì)問(wèn)世近40 a(年)來(lái)，因其不可替代的優(yōu)勢(shì)，在金屬材料的硬度檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著整個(gè)社會(huì)科技的不斷進(jìn)步，里氏硬度計(jì)也必須要跟隨時(shí)代的發(fā)展，各種新思維和新技術(shù)在里氏硬度計(jì)上的應(yīng)用，必將使里氏硬度計(jì)能夠更加適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程，并發(fā)揮出更大的作用。

[1] GB/T 17394.1-2014 金屬材料 里氏硬度試驗(yàn) 第1部分：試驗(yàn)方法[S].

[2] JJG 747-1999 里氏硬度計(jì)檢定規(guī)程[S].

[3] JB/T 9378-2001 里氏硬度計(jì)[S].

[4] 齊向前.不同熱處理狀態(tài)下P92鋼里氏硬度值與布氏硬度值的對(duì)比[J].理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè),2015,51(9):612-614,648.

[5] 北京時(shí)代之峰科技有限公司.里氏硬度計(jì)測(cè)試方法講義[M].北京:[出版者不詳],2012.

[6] 楊超,湯淳坡,孫雄.低硬度P91鋼管件布氏硬度轉(zhuǎn)換值存在偏差原因分析[J].理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè),2015,51(9):608-611.

[7] 桑國(guó)旗.里氏硬度計(jì)的發(fā)展及正確選型與正確使用[J].熱處理,2005,20(4):50-55.

[8] GB/T 13313-2008 軋輥肖氏、里氏硬度試驗(yàn)方法[S].

Development Status and Trend of Leeb Hardness Testers

SANG Guoqi

(Beijing TIME High Technology Corp., Ltd., TIME Group Inc., Beijing 100085, China)

Leeb hardness tester and its features, its typical applications and development status were introduced briefly. According to the three main parts of the Leeb hardness measurement process (measurement of Leeb hardness, conversion to other hardness and handling and application of measurement data), several current problems of Leeb hardness testers were analyzed, such as lack of custom hardness conversion tables, weak adaptability to large industry, being difficult to be integrated into modern production lines, etc. Taking into account these problems and the characteristics of modern production, several development directions of Leeb hardness testers were put forward, such as instrumentalism, custom hardness conversion tables, intellectualization, industrialization, automation, etc.

Leeb hardness tester; development status; existing problem; hardness coversion; development direction

10.11973/lhjy-wl201706006

2017-02-21

桑國(guó)旗(1975-)，男，碩士，主要從事里氏硬度計(jì)的產(chǎn)品規(guī)劃及研發(fā)，sangguoqi@timegroup.com.cn

TH873.5; TG115.5+1

A

1001-4012(2017)06-0400-05