Máy đo độ cứng vật liệu cho ngành cơ khí

Đăng bởi: Tinh HàDanh mục: Tin kỹ thuật

Máy đo độ cứng là một trong những thiết bị đo được sử dụng khá phổ biến trong ngành cơ khí, bao gồm các máy để bàn và cầm tay để kiểm tra độ cứng kim loại, nhựa, cao su. Hãy cùng Tinh Hà tìm hiểu về máy đo độ cứng vật liệu trong bài viết này.

Tinh Hà cũng là đại lý ủy quyền phân phối các máy đo độ cứng của hãng Mitutoyo tại Việt Nam. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm mua máy đo độ cứng thì có thể bấm vào mục sản phẩm liên quan phía dưới để xem chi tiết các máy đo độ cứng của Mitutoyo.

» Sản phẩm liên quan: MÁY ĐO ĐỘ CỨNG MITUTOYO

dòng kẻ

  1. Độ cứng là gì? Máy đo độ cứng là gì?

Máy đo độ cứng Mitutoyo HM-200 Series 810
Máy đo độ cứng Mitutoyo HM-200 Series 810

Trong thực tế, độ cứng là khái niệm được sử dụng đối với rất nhiều loại vật chất, như độ cứng của kim loại, độ cứng của nước (dung dịch), độ cứng của cao su (vật liệu đàn hồi), độ cứng thuốc viên,… Tuy nhiên, trong ngành cơ khí, chúng ta chỉ quan tâm đến độ cứng của các vật liệu rắn, vật liệu đàn hồi như kim loại, nhựa, cao su. Và trong bài viết này, Tinh Hà chỉ tập trung vào độ cứng của kim loại (vật liệu rắn).

Độ cứng là một trong những yếu tố xác định độ bền của vật liệu, cũng như độ bền của chi tiết, thiết bị được tạo ra từ vật liệu đó. Độ cứng của kim loại hay vật liệu rắn được định nghĩa là khả năng chống lại sự biến dạng (thường là vết lõm) của vật liệu rắn dưới tác dụng của một lực nào đó, thường là lực xuyên thấu. Xác định độ cứng có ý nghĩa rất quan trọng trong lĩnh vực gia công tạo hình sản phẩm.

Và để xác định độ cứng của vật liệu, trong ngành cơ khí có những thiết bị được dùng để xác định độ cứng theo các phương pháp Brinell, Rockwell, Vicker,... thường dựa vào kích thước, độ sâu của vết lõm để tính toán. Thiết bị đó được gọi là máy đo độ cứng. 

Máy đo độ cứng rất cần thiết trong gia công cơ khí, chẳng hạn như để lựa chọn được mũi gia công phù hợp với vật liệu gia công thì biết được độ cứng của phôi là điều cần thiết, bởi chỉ có dao cắt có độ cứng cao hơn vật liệu thì mới cắt gọt tạo hình được vật liệu đó. 

Máy đo độ cứng trong cơ khí có thể đo được nhiều loại vật liệu kim loại và phi kim khác nhau như sắt, thép, đồng, nhôm, kẽm… và cả cao su, nhựa… Nó cũng có thể đo được các vật liệu có dạng nhỏ, mỏng, cong… chẳng hạn như trên các bo mạch điện tử.

  1. Phân loại máy đo độ cứng

Máy đo độ cứng thường được phân loại theo phương pháp đo, chúng cũng có thể được phân loại theo thương hiệu, theo kiểu dáng, theo cách sử dụng… Trong bài viết này, hãy Tinh Hà sẽ phân loại máy đo độ cứng theo các cách phổ biến. Nếu phân loại theo phương pháp đo, chúng ta có các loại máy đo độ cứng như sau.

2.1 Máy đo độ cứng Rockwell

Máy đo độ cứng Rockwell sử dụng phương pháp đo Rockwell để đo đô cứng của các vật liệu. Với đơn vị chung của thang đo Rockwell là HR (Hardness Rockwell). Các máy kiểm tra độ cứng Rockwell sử dụng 2 loại mũi đo là đầu bi (carbide tungsten) có đường kính 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 inchs  và mũi kim cương dạng chóp, có góc đỉnh là 120o.

Máy đo độ cứng Rockwell

Phương pháp đo Rockwell được hai nhà khoa học là Stanley P.Rockwell và Hugh M.Rockwell tìm ra. Phương pháp này được thực hiện bằng cách ấn 2 lần mũi đo với 2 lực khác nhau là lực sơ cấp và lực thứ cấp lên bề mặt mẫu thử. Chênh lệch độ lún sâu giữa 2 lần ấn sẽ được dùng để tính toán độ cứng. Phương pháp đo Rockwell có một số đặc trưng sau:

  • Đo nhanh, có độ chính xác cao.
  • Thang đo rộng, có thể chuyển đổi đơn vị đo cùng hệ Rockwell.
  • Không cần kính hiển vi, máy đo quang học để xác định vết lõm.
  • Lực ấn lõm tác dụng 2 lần trên bề mặt mẫu thử, cần thời gian để đạt đúng chiều sâu ở mỗi lần ấn lực.
  • Chỉ áp dụng được với chi tiết có phạm vi nhỏ, đồng thời không phù hợp với vật liệu có dạng tấm mỏng, xi mạ.

Máy đo độ cứng Rockwell

Với các máy đo độ cứng Rockwell chúng ta sẽ thấy nhiều thang đo cùng hệ, chẳng hạn như HRA, HRB, HRC,… thang đo này phụ thuộc vào dạng mũi đo, lực ấn. Trong ngành cơ khí, chúng ta thường thấy nhiều người nhắc đến loại máy đo độ cứng HRC, thực ra chỉ là một kiểu máy kiểm tra độ cứng theo phương pháp Rockwell.

Độ cứng của mẫu có thể được phân loại như sau:

  • Loại thấp: gồm các vật liệu nhỏ hơn HRC 20, HRB 100
  • Loại trung bình: trong khoảng HRC 25 ÷ 45
  • Loại cao: từ HRC 52 đến cao hơn HRC 60
  • Loại rất cao: lớn hơn HRC 62 hay HRA 80.

Nếu muốn đặt mua máy đo độ cứng Rockwell, các bạn có thể lựa chọn các mẫu máy sau của Mitutoyo:

» Xem và đặt mua: Máy đo độ cứng Rockwell HR-100/200/300/400 Series 963

  • HR-100/200/300/400 series 963 bao gồm một loạt model máy kiểm tra độ cứng Rockwell hiệu quả cao với chi phí tiết kiệm.
Máy đo độ cứng Rockwell HR-100/200/300/400 Series 963
Máy đo độ cứng Rockwell HR-100/200/300/400 Series 963

» Xem và đặt mua: Máy đo độ cứng Mitutoyo HR-600 Series 810

  • Dòng máy đo độ cứng HR-600 series 810 được thiết kế để đáp ứng cho yêu cầu đo độ cứng của các phôi có kích thước lớn mà không thể đặt được trên bàn đo của những mẫu máy đo cứng thông thường khác.
Máy đo độ cứng Rockwell HR-600 Series 810
Máy đo độ cứng Rockwell HR-600 Series 810

» Xem và đặt mua: Máy đo độ cứng Mitutoyo HR-530 Series 810

  • Dòng máy đo độ cứng HR-530 series 810, cho phép kiểm tra độ cứng theo nhiều phương pháp gồm  Brinell, Rockwell, Rockwell Super Surface và Plastics hardness.
Máy đo độ cứng Rockwell HR-530 Series 810
Máy đo độ cứng Rockwell HR-530 Series 810

2.2 Máy đo độ cứng Vicker

Một loại máy đo độ cứng phổ biến khác trong ngành cơ khí là máy đo độ cứng Vicker sử dụng phương pháp Vicker để đo độ cứng kim loại. Máy đo độ cứng Vicker được sử dụng cho những mẫu vật có độ cứng cao, vật liệu mỏng. 

Máy đo độ cứng Vicker
Máy đo độ cứng Vicker

Phương pháp đo độ cứng Vicker được phát minh bởi các kỹ sư công ty Vicker vào năm 1924. Phương pháp này chỉ sử dụng duy nhất 1 mũi đo kim cương dạng chóp, góc 2 cạnh đối diện 136o . Sử dụng các lực tác dụng khác nhau là 50N, 100N, 200N, 300N, 500N, 1000N để tác động lên bề mặt vật liệu, chiều dài đường chéo của vết lõm và lực ấn sẽ được dùng để tính toán độ cứng, đơn vị đo là HV.

Phương pháp đo độ cứng Vicker

Phương pháp đo Vicker có các đặc trưng sau:

  • Đo được độ cứng các chi tiết nhỏ, đòi hỏi bề mặt được gia công kỹ lưỡng.
  • Đo được độ cứng chi tiết vật liệu dạng mỏng, lớp phủ.
  • Cần kính hiển vi, máy đo quang học để xác định bề mặt mẫu và vết lõm.
  • Lực ấn tác dụng 1 lần trên về mặt mẫu thử, cần thời gian để hình thành vết lõm rõ ràng. 

Dưới đây là dòng máy kiểm tra độ cứng Vicker của hãng Mitutoyo mà bạn có thể tìm hiểu thêm và đặt mua:

» Click để xem thêm và đặt mua: Máy đo độ cứng Mitutoyo HV-100 series 810

  • Dòng máy đo độ cứng HV-100 series 810 cho phép ứng dụng rộng rãi trong kiểm tra độ cứng của kim loại, đặc biệt là các chi tiết nhỏ được nhiệt luyện.
Máy đo độ cứng Vicker HV-100 Series 810
Máy đo độ cứng Vicker HV-100 Series 810

2.3 Máy đo độ cứng Brinell

Brinell là thang đo độ cứng đã được phát minh từ rất lâu và cũng được sử dụng khá rộng rãi. Máy đo độ cứng Brinell là loại máy đo sử dụng phương pháp này để đo độ cứng vật liệu.

Máy đo độ cứng Brinell

Máy đo độ cứng Brinell sử dụng một mũi thử có đầu là một viên bi có đường kính 10mm, 5mm hoặc 1mm và lực ấn xác định 3000kgf, 750kgf hoặc 30kgf, tác dụng lực vuông góc lên bề mặt mẫu thử trong 1 khoảng thời gian xác định tạo nên vết lõm. Từ đường kính vết lõm, sẽ tính được độ cứng, đơn vị là HB. Cần lưu ý rằng HB khác với HRB là đơn vị của phương pháp đo Rockwell. 

Phương pháp đo độ cứng Briell

Đặc trưng của phương pháp Brinell:

  • Là phương pháp đo nhanh, độ chính xác không quá cao.
  • Không áp dụng cho vật liệu quá cứng, tấm mỏng, bề mặt cong.
  • Cần kính lúp có vạch đo, hoặc kính hiển vi, máy đo quang học để xác định vết lõm.
  • Lực ấn lõm chỉ tác dụng 1 lần trên bề mặt mẫu thử.

Phương pháp đo Brinell thường được tích hợp trong các máy kiểm tra độ cứng Rockwell và Vicker. Các bạn có thể tham khảo các máy đo độ cứng ở trên.

2.4 Máy đo độ cứng Leeb

Các máy đo độ cứng Leeb sử dụng phương pháp Leeb để đo độ cứng theo kiểu bật nẩy của bi đo. Theo nguyên lý động lực Leeb, giá trị độ cứng được tính từ sự mất năng lượng của vật thể va chạm xác định sau khi tác động lên một mẫu kim loại. Chỉ số Leeb (vi,vr) được lấy làm thước đo tổn thất năng lượng do biến dạng dẻo (mẫu thử càng cứng thì tốc độ phản lực của bi đo phục hồi nhanh hơn so với mẫu vật mềm hơn). Một bộ từ tính bên trong ống đo điện áp thay đổi khi bi đo nẩy lại, di chuyển qua cuộn dây đo.

Máy đo độ cứng Leeb có một số ưu điểm như có thể do nhanh và cơ động, đo được các mẫu vật có kích thước lớn và khối lượng lớn hơn 1kg. Tuy nhiên độ chính xác và độ lặp lại của máy kiểm tra độ cứng Leeb chỉ ở mức tương đối, thấp hơn so với các loại máy đo độ cứng Rockwell, Vicker.

» Xem và đặt mua máy đo độ cứng Leed: Máy đo độ cứng Mitutoyo HARDMATIC HH-411 Series 810

Máy đo độ cứng Miutoyo Hardmatic HH-411 Series 810
Máy đo độ cứng Miutoyo Hardmatic HH-411 Series 810

2.5 Máy đo độ cứng Shore

Máy đo độ cứng Shore còn được gọi là máy đo độ cứng Durometer, sử dụng phương pháp Shore được phát triển bởi  Albert F. Shore vào năm 1920, ông cũng phát minh ra thiết bị kiểm tra độ cứng Durometer.

Phương pháp đo độ cứng Shore áp dụng điều kiện đàn hồi của vật liệu và thường dùng để đo những chất dẻo như cao su, nhựa, polime… Các máy đo độ cứng Shore có một mũi thử nhỏ được gọi là đầu đo Durometer. Giá trị độ cứng được xác định bằng sự xuyên qua của đầu đo này vào mẫu thử. Do tính đàn hồi của vật liệu, trị số độ cứng có thể chuyển qua thời gian, tức là thời gian ấn vào đôi khi cũng được xem là trị số độ cứng.

Độ cứng Shore sử dụng thang đo Shore A khi đo các vật liệu bằng cao su mềm, và thang đo Shore D dùng cho các vật liệu cứng hơn.

» Xem thêm và đặt mua máy đo độ cứng Shore: Máy đo độ cứng Mitutoyo HARDMATIC HH-300 Series 811

Máy đo độ cứng Hardmatic HH-300 Series 811
Máy đo độ cứng Hardmatic HH-300 Series 811

Phía trên là những loại máy đo độ cứng được phân loại theo phương pháp đo chính của nó. Còn nếu phân loại theo kiểu dáng, kích thước của máy đo độ cứng, thì chúng ta sẽ có những máy kiểm tra độ cứng như sau.

2.6 Máy đo độ cứng để bàn

máy đo độ cứng để bàn Mitutoyo
Máy đo độ cứng để bàn Mitutoyo

Máy đo độ cứng để bàn là thiết bị đo độ cứng được thiết kế với kích thước lớn, được đặt có định trên bàn và có đầy đủ các tính năng của một thiết bị kiểm tra độ cứng hoàn chỉnh. Những máy đo độ cứng để bàn thường được sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm, phòng QC của các nhà máy gia công kim loại, chế tạo máy

Loại máy đo độ cứng kim loại để bàn thường có cấu trúc gồm thân hình chữ U hoặc chữ L, phía trên có màn hình đồng hồ kim hoặc màn hình điện tử LCD, phần chính của máy có mũi thử, bệ đo, tay xoay, một số loại máy có thêm phần kính phóng đại, và có hệ thống kết nối dữ liệu với hệ thống máy tính bên ngoài.

Thiết bị đo độ cứng để bàn có thể sử dụng cho nhiều loại mẫu vật khác nhau, mẫu đo phải nằm vừa với mâm đo.

Ưu điểm của máy đo độ cứng để bàn là cho kết quả có độ chính xác cao, hầu hết máy đều có cổng kết nối dữ liệu để xuất kết quả ra phần mềm thống kê, chẳng hạn như excel.

Hạn chế của loại máy đo này là ít cơ động, không thể di chuyển ra kho hoặc xưởng sản xuất một cách linh động như thiết bị đo cầm tay.

2.7 Máy đo độ cứng cầm tay

Máy đo độ cứng cầm tay Mitutoyo
Máy đo độ cứng cầm tay Mitutoyo

Những máy đo độ cứng vật liệu cầm tay là những thiết bị đo được thiết kế nhỏ gọn, có thể dễ dàng cầm theo để thuận tiện cho việc mang đi đo đạc ngay tại hiện trường, rất linh động và tiện lợi.

Máy đo độ cứng cầm tay thường có dạng là một khối máy nhỏ, bao gồm phần tay cầm, phần đầu đo và phần hiển thị (có thể là đồng hồ kim hoặc đồng hồ điện tử). 

Ưu điểm của thiết bị đo độ cứng cầm tay là linh động, chúng cũng có thể đo được nhiều loại vật liệu từ kim loại cho đến cao su, nhựa… và có thể đo được các mẫu vật có kích thước lớn.

Hạn chế của máy đo độ cứng cầm tay là kết quả đo chỉ ở mức tương đối, nên được dùng để kiểm tra đối với một số vật liệu, mẫu vật nhất định.

Đại lý mua máy đo độ cứng uy tín tại Việt Nam

Nếu các bạn có nhu cầu cần mua máy đo độ cứng, dù các bạn đã biết hoặc chưa biết mua model máy nào, hãy liên hệ ngay với Tinh Hà để được tư vấn, hỗ trợ và báo giá tốt nhất.

Công ty Tinh Hàđại lý ủy quyền của hãng Mitutoyo tại Việt Nam, cung cấp đa dạng các dòng máy đo độ cứng Mitutoyo với chất lượng được đảm bảo, 100% máy đo chính hãng. Chúng tôi cũng luôn hỗ trợ tận tâm và giao hàng nhanh chóng. Hãy tìm hiểu thêm các máy đo độ cứng Mitutoyo tại đây: MÁY ĐO ĐỘ CỨNG VẬT LIỆU MITUTOYO

Công ty TNHH Thương Mại Dịch Vụ Tinh HàĐại lý ủy quyền Mitutoyo tại Việt Nam

Trụ sở chính : Tầng 7, tòa nhà Diamond Flower, Lê Văn Lương, Nhân Chính, Thanh Xuân, Hà Nội

Điện thoại: (024) 6668-9888/6668-8988 – 0945 275 870

Fax: 024 6666-8168

Email: tinhha@tinhha.vn