การเลือกเครื่องทดสอบความแข็งที่เหมาะสม: คำแนะนำปฏิบัติ

ความล้มเหลวของส่วนประกอบระหว่างการตรวจสอบขั้นสุดท้ายมักเกิดจากวัสดุที่ไม่แข็งแรงเพียงพอ แม้ว่าทุกอย่างจะดูดีจากภายนอก แต่ข้อกำหนดทางอุตสาหกรรมนั้นไม่สามารถต่อรองได้ บางทีคุณอาจได้ทำการทดสอบแล้วและทุกอย่างดูเหมือนจะดี จนกระทั่งไม่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพ

สถานการณ์ประเภทนี้เน้นย้ำให้เห็นชัดเจนว่าเหตุใดการเลือกเครื่องทดสอบความแข็งจึงมีความสำคัญมาก

ในคู่มือนี้ Qualitest จะแนะนำคุณถึงเหตุผลว่าทำไมเครื่องทดสอบความแข็งที่สอดคล้องกับวัสดุ การใช้งาน และข้อกำหนดของอุตสาหกรรมของคุณจึงมีความสำคัญ คุณจะได้เรียนรู้ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีการทดสอบ และกรณีการใช้งานจริง เพื่อช่วยให้คุณประเมินว่าอะไรเหมาะสมที่สุด

มาแบ่งมันออกเป็นขั้นตอนกัน

เหตุใดเครื่องทดสอบความแข็งที่ถูกต้องจึงมีความสำคัญ

การใช้เครื่องทดสอบความแข็งที่ไม่เหมาะสมอาจดูเหมือนไม่ใช่เรื่องใหญ่ในตอนแรก จนกระทั่งมันกลายเป็นเรื่องใหญ่ ลองนึกถึงการทดสอบกับเหล็กเกรดสูงโดยใช้เครื่องมือที่ออกแบบมาสำหรับโลหะผสมที่อ่อนกว่า ซึ่งจะทำให้ได้ค่าการอ่านที่ไม่แม่นยำและบิดเบือนค่าความแข็งแรงที่แท้จริงของวัสดุ

หากข้อมูลที่มีข้อบกพร่องนี้ส่งผลต่อการตัดสินใจผลิตของคุณ อาจส่งผลให้ความปลอดภัยลดลง ต้องเรียกคืนสินค้าซึ่งมีต้นทุนสูง หรืออาจถึงขั้นต้องทำงานซ้ำเป็นชุดทั้งหมดก็ได้

การทดสอบความแข็งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น การเลือกเครื่องทดสอบความแข็งที่เหมาะสมจึงจำเป็นต้องทำความเข้าใจวัสดุของคุณ จับคู่ความสามารถในการรับน้ำหนักของเครื่องทดสอบให้ตรงกับความต้องการของคุณ และรับรองว่าคุณจะได้รับความแม่นยำตามที่อุตสาหกรรมของคุณต้องการ

ทำความเข้าใจอุปกรณ์ทดสอบความแข็ง

อุปกรณ์ทดสอบความแข็งได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดว่าวัสดุนั้นแข็งหรืออ่อนแค่ไหน โดยสรุปแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้จะประเมินว่าวัสดุนั้นต้านทานการเสียรูปภายใต้แรงเฉพาะได้ดีเพียงใด

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัสดุแต่ละชนิดมีคุณลักษณะที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงควรแยกแยะจุดแข็งและข้อจำกัดของแต่ละวิธี ดังนั้น คุณควรพิจารณาให้ดีเมื่อต้องเลือกเครื่องทดสอบความแข็งที่เหมาะสม

เริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจวิธีการประเมินความแข็ง เนื่องจากแต่ละวิธีมีจุดแข็งที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ ขนาด และระดับความแม่นยำที่ต้องการ

ด้านล่างนี้เป็นวิธีการทดสอบหลักๆ บางส่วน รวมถึงตัวทดสอบทั่วไป:

1. วิธีการวัดความลึก

วิธีการนี้วัดความแข็งโดยวัดว่าหัวเจาะจมลึกแค่ไหนในวัสดุภายใต้แรงกด 2 ครั้งติดต่อกัน คือ แรงกดเบื้องต้นเล็กน้อย ตามด้วยแรงกดหลัก โดยความแตกต่างของความลึกจะเป็นพื้นฐานในการประเมินค่าความแข็ง

ตัวทดสอบทั่วไป:

• เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell รวมถึง:
  • ร็อคเวลล์ C (HRC) – สำหรับเหล็กและโลหะผสมที่แข็ง
  • ร็อคเวลล์ บี (HRB) – สำหรับโลหะที่อ่อนกว่า เช่น ทองเหลืองหรืออลูมิเนียม
• เหมาะสำหรับ: การควบคุมคุณภาพความเร็วสูงของโลหะในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม
• เหตุใดจึงสำคัญ: วิธีนี้ให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วและทำซ้ำได้โดยที่ผู้ปฏิบัติงานมีความคิดเห็นส่วนตัวน้อยที่สุด ซึ่งทำให้เป็นที่ชื่นชอบในเวิร์กโฟลว์อัตโนมัติ

ยังอ่าน: การทดสอบความแข็ง Rockwell: วิธีการ สูตร ข้อมูลจำเพาะ และแผนผัง

2. วิธีการวัดด้วยแสง

แทนที่จะวัดความลึก วิธีนี้จะคำนวณความแข็งโดยการวิเคราะห์ขนาดของรอยประทับบนพื้นผิวภายใต้การขยาย จากนั้นกดหัวเจาะที่มีรูปร่างแม่นยำ ซึ่งมักเป็นเพชร ลงในตัวอย่าง และวัดรูปทรงของรอยประทับที่เกิดขึ้นโดยใช้แสง

ตัวทดสอบทั่วไป:

• เครื่องทดสอบความแข็ง Vickers (HV) เหมาะสำหรับวัสดุบาง เคลือบ และการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ
• เครื่องทดสอบความแข็ง Knoop (HK) – ปรับให้เหมาะสมสำหรับการทดสอบความแข็งระดับจุลภาคของตัวอย่างหรือหน้าตัดที่บางเป็นพิเศษ
• เหมาะสำหรับ: ห้องปฏิบัติการวิจัย การควบคุมคุณภาพสำหรับพื้นผิวเคลือบ และการใช้งานที่ต้องการความไวในการวัดสูง
• เหตุใดจึงสำคัญ: วิธีนี้โดดเด่นในเรื่องความแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวิเคราะห์โครงสร้างละเอียด พื้นผิวเป็นชั้น หรือส่วนประกอบขนาดเล็ก

3. วิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยประทับ

ที่นี่ จะมีการใช้หัวเจาะทรงกลมขนาดใหญ่ (โดยปกติจะเป็นเหล็กกล้าชุบแข็งหรือลูกบอลคาร์ไบด์) โดยรับน้ำหนักที่ทราบได้ จากนั้นจะวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มวงกลมที่เกิดขึ้น จากนั้นจึงคำนวณค่าความแข็งตามนั้น

ตัวทดสอบทั่วไป:

• เครื่องทดสอบความแข็ง Brinell (HB) เหมาะที่สุดสำหรับการประเมินชิ้นงานหล่อ งานตีขึ้นรูป และชิ้นส่วนขนาดใหญ่
• เหมาะสำหรับ: พื้นผิวที่มีเนื้อหยาบหรือไม่สม่ำเสมอ เช่น เหล็กหล่อ โลหะผสมอลูมิเนียม และเหล็กกล้าอ่อน
• เหตุใดจึงสำคัญ: วิธีนี้จะกระจายน้ำหนักไปยังพื้นที่ที่กว้างขึ้น ทำให้ได้ค่าความแข็งเฉลี่ยทั่วทั้งโครงสร้างวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ

4. วิธีการไมโครอินเดนเทชั่นแบบยาว

วิธีนี้ใช้หัวเจาะรูปเรียวเล็กและใช้แรงทดสอบเพียงเล็กน้อย ผลลัพธ์ที่ได้คือรอยประทับที่ไม่สมมาตรซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดชั้นบางๆ หรือโซนจุลภาคอย่างแม่นยำ

ตัวทดสอบทั่วไป:

• เครื่องทดสอบความแข็ง Knoop (HK) – ออกแบบมาเพื่อการใช้งานที่มีภาระต่ำและตัวอย่างที่บอบบาง
• เหมาะสำหรับ: การเคลือบบาง โปรไฟล์ความแข็งตามหน้าตัด หรือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่บอบบาง
• เหตุใดจึงสำคัญ: เนื่องจากการทดสอบนี้ทำให้เกิดการรบกวนพื้นผิวน้อยที่สุด จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบพฤติกรรมของวัสดุในบริเวณหนึ่งโดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

การเปรียบเทียบเครื่องทดสอบความแข็ง

การเลือกเครื่องทดสอบความแข็งที่เหมาะสมจะช่วยให้ได้การวัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้ แต่ละวิธีมีข้อดีเฉพาะตัวและเหมาะกับการใช้งานเฉพาะ

ด้านล่างนี้เป็นการเปรียบเทียบวิธีการทดสอบความแข็งที่ใช้กันทั่วไปที่สุดและการใช้งานที่ดีที่สุดของวิธีการเหล่านี้:

ใช้สถานการณ์กรณีและปัญหา

ภาพ

ชิ้นส่วนอะไหล่ยานยนต์

ในการผลิตยานยนต์ การเลือกเครื่องทดสอบความแข็งที่เหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนต่างๆ จะสามารถทนต่อแรงเครียดและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สูงได้ ตัวอย่างเช่น จานเบรก ชิ้นส่วนเหล่านี้ได้รับความร้อนและเย็นตัวอย่างรวดเร็วในระหว่างการเบรก ดังนั้นจึงต้องรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้สภาวะที่รุนแรง

• ผู้ทดสอบที่แนะนำ: Rockwell หรือ Brinell ขึ้นอยู่กับวัสดุ
• เหตุผล: ร็อคเวลล์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนโลหะสำเร็จรูปเนื่องจากความเร็วและความสามารถในการทำซ้ำได้ บริเนลล์มีประโยชน์ในขั้นตอนการเลือกวัสดุขั้นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประเมินเหล็กหล่อหรือเหล็กดัด

ยา

ความแข็งในผลิตภัณฑ์ยาเป็นอีกเรื่องหนึ่ง ความแข็งจะช่วยควบคุมเวลาการแตกตัวและการจัดส่งยา หากความแข็งเกินไป เม็ดยาอาจไม่ละลายอย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากความแข็งเกินไป เม็ดยาอาจแตกสลายก่อนบรรจุหีบห่อ

• เครื่องทดสอบที่แนะนำ: เครื่องทดสอบความแข็งของเม็ดยา (โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยา ไม่ใช่แบบ Rockwell/Brinell)
• สาเหตุ: อุปกรณ์นี้ใช้แรงอัดเพื่อกำหนดว่าเม็ดยาจะแตกเมื่อใด ซึ่งถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสม่ำเสมอของชุดผลิตภัณฑ์และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ FDA

ยางอุตสาหกรรม

ภาพ

การทดสอบความแข็งของวัสดุยางช่วยให้มั่นใจได้ถึงความยืดหยุ่น การยึดเกาะ และความทนต่อการสึกหรอในยางออฟโรดหรือยางอุปกรณ์อุตสาหกรรม ยางที่อ่อนเกินไปอาจเสียรูปภายใต้แรงกด ในขณะที่ยางที่แข็งเกินไปอาจแตกร้าวภายใต้แรงกดหรือไม่สามารถยึดเกาะพื้นผิวได้

• เครื่องทดสอบที่แนะนำ: Durometer แบบ Shore A หรือ Shore D
• เหตุผล: เครื่องทดสอบความแข็งแบบชอร์ได้รับการออกแบบมาสำหรับอีลาสโตเมอร์และโพลีเมอร์ โดยค่า Shore A มักใช้กับยางที่อ่อนกว่า (เช่น ดอกยาง) ในขณะที่ค่า Shore D เหมาะสำหรับสารประกอบยางที่แข็งกว่า (เช่น แก้มยางที่เสริมแรง)

ยังอ่าน: วิธีการวัดความแข็งของยาง: วิธีการ เครื่องมือ และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

ข้อคิด

ก่อนที่จะตัดสินใจเลือกเครื่องทดสอบความแข็งเครื่องต่อไปของคุณ โปรดคำนึงถึงข้อควรพิจารณาสำคัญเหล่านี้:

• ความเข้ากันได้ของวัสดุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องทดสอบเหมาะกับวัสดุที่คุณใช้งานอยู่
• วิธีทดสอบ: จับคู่เครื่องทดสอบให้ตรงกับระดับความแข็งที่คุณต้องการ ไม่ว่าจะเป็นมาตรฐาน Rockwell สำหรับโลหะที่พร้อมผลิต มาตรฐาน Vickers สำหรับส่วนประกอบขนาดเล็ก หรือมาตรฐาน Shore สำหรับอีลาสโตเมอร์
• ความแม่นยำและช่วงการโหลด: ยืนยันว่าเครื่องทดสอบให้ความแม่นยำและช่วงแรงตามที่แอปพลิเคชันของคุณต้องการ
• กรณีการใช้งานและสภาพแวดล้อม: พิจารณาว่าการทดสอบของคุณเป็นการวิจัยในห้องปฏิบัติการ การตรวจสอบคุณภาพภาคสนาม หรือการผลิตปริมาณมาก

สิ่งที่สำคัญพอๆ กับผู้ทดสอบก็คือพันธมิตรที่อยู่เบื้องหลังนั่นเอง Qualitest กลายเป็นชื่อที่เชื่อถือได้ในด้านการทดสอบวัสดุ ตั้งแต่เครื่องทดสอบบนโต๊ะทำงานขนาดกะทัดรัดไปจนถึงระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ เรามีเครื่องทดสอบความแข็งให้เลือกหลากหลายที่สุดในตลาด

มหาวิทยาลัยนิวยอร์ก อาบูดาบี ที่เพิ่งได้รับเลือกเมื่อไม่นานนี้ Qualitest เพื่อจัดเตรียมอุปกรณ์ให้กับห้องปฏิบัติการวิจัยวัสดุขั้นสูง โดยเลือกใช้ชุดอุปกรณ์อเนกประสงค์ที่ประกอบด้วย QualiRock™-RS Digital TWIN Rockwell เครื่องทดสอบความแข็งสากล OmniTest และระบบ QV-2000 Micro Vickers

ปัจจุบันเครื่องมือเหล่านี้รองรับภารกิจของ NYU ในการมอบการศึกษาทางด้านวิศวกรรมระดับโลกด้วยความสามารถในการทดสอบที่ล้ำสมัย

พร้อมที่จะค้นหาโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับการตั้งค่าการรับรองคุณภาพของคุณหรือยัง?

มายกระดับกระบวนการทดสอบของคุณโดยการสำรวจของเรา แคตตาล็อกเครื่องทดสอบความแข็งฉบับเต็ม or ส่งคำถามถึงเราที่นี่