Panoramica del test di durezza della catena a rulli di precisione

1. Panoramica del test di durezza della catena a rulli di precisione

1.1 Caratteristiche di base della catena a rulli di precisione
La catena a rulli di precisione è un tipo di catena ampiamente utilizzato nelle trasmissioni meccaniche. Le sue caratteristiche fondamentali sono le seguenti:
Composizione strutturale: la catena a rulli di precisione è composta da piastra interna, piastra esterna, albero del perno, manicotto e rullo. La piastra interna e la piastra esterna sono collegate tramite un albero del perno, il manicotto è inserito sull'albero del perno e il rullo è installato all'esterno del manicotto. Questa struttura consente alla catena di resistere a elevate forze di trazione e di impatto durante la trasmissione.
Selezione del materiale: la catena a rulli di precisione è solitamente realizzata in acciaio al carbonio di alta qualità o in lega di acciaio, come acciaio 45, 20CrMnTi, ecc. Questi materiali presentano elevata resistenza, elevata tenacità e buona resistenza all'usura, in grado di soddisfare i requisiti di utilizzo della catena in condizioni di lavoro complesse.
Precisione dimensionale: i requisiti di precisione dimensionale delle catene a rulli di precisione sono elevati e le tolleranze dimensionali di passo, spessore della piastra della catena, diametro dell'albero del perno, ecc. sono generalmente controllate entro ±0,05 mm. Dimensioni ad alta precisione possono garantire la precisione di accoppiamento tra catena e pignone e ridurre errori di trasmissione e rumorosità.
Trattamento superficiale: per migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione della catena, le catene a rulli di precisione vengono solitamente trattate superficialmente, ad esempio mediante cementazione, nitrurazione, zincatura, ecc. La cementazione può far sì che la durezza superficiale della catena raggiunga i 58-62 HRC, la nitrurazione può far sì che la durezza superficiale raggiunga i 600-800 HV e la zincatura può impedire efficacemente la formazione di ruggine nella catena.
1.2 Importanza della prova di durezza
La prova di durezza è di grande importanza nel controllo di qualità delle catene a rulli di precisione:
Garantire la resistenza della catena: la durezza è uno degli indicatori importanti per misurare la resistenza del materiale. Attraverso la prova di durezza, è possibile garantire che la durezza del materiale della catena a rulli di precisione soddisfi i requisiti di progettazione, in modo da garantire che la catena possa resistere a tensioni e urti sufficienti durante l'uso ed evitare rotture o danni dovuti a una resistenza del materiale insufficiente.
Valutare le proprietà del materiale: la prova di durezza può riflettere la microstruttura e le variazioni di prestazioni del materiale. Ad esempio, la durezza superficiale della catena dopo il trattamento di cementazione è maggiore, mentre la durezza del nucleo è relativamente bassa. Attraverso la prova di durezza, è possibile valutare la profondità e l'uniformità dello strato cementato, in modo da valutare se il processo di trattamento termico del materiale sia ragionevole.
Controllo della qualità di produzione: nel processo di produzione di catene a rulli di precisione, la prova di durezza è un mezzo efficace per il controllo di qualità. Testando la durezza delle materie prime, dei semilavorati e dei prodotti finiti, è possibile individuare tempestivamente eventuali problemi nel processo di produzione, come difetti dei materiali, trattamenti termici impropri, ecc., in modo da poter adottare misure appropriate per migliorare e garantire la stabilità e la costanza della qualità del prodotto.
Prolungamento della durata utile: i test di durezza aiutano a ottimizzare i materiali e i processi di produzione delle catene a rulli di precisione, migliorando così la resistenza all'usura e alla fatica della catena. La superficie della catena ad alta durezza può resistere meglio all'usura, ridurre la perdita di attrito tra catena e pignone, prolungare la durata utile della catena e ridurre i costi di manutenzione dell'attrezzatura.
Conformità agli standard di settore: nell'industria meccanica, la durezza delle catene a rulli di precisione deve solitamente soddisfare gli standard nazionali o internazionali pertinenti. Ad esempio, la norma GB/T 1243-2006 "Catene a rulli, catene a rulli con boccole e catene dentate" stabilisce l'intervallo di durezza delle catene a rulli di precisione. Attraverso i test di durezza, è possibile garantire che il prodotto soddisfi i requisiti standard e ne migliori la competitività sul mercato.

2. Standard di prova di durezza

2.1 Standard di prova nazionali
Il mio Paese ha formulato una serie di standard chiari e rigorosi per la prova di durezza delle catene a rulli di precisione, per garantire che la qualità del prodotto soddisfi i requisiti.
Base standard: basata principalmente sulla norma GB/T 1243-2006 "Catena a rulli, catena a rulli con boccole e catena dentata" e altre norme nazionali pertinenti. Queste norme specificano l'intervallo di durezza delle catene a rulli di precisione. Ad esempio, per le catene a rulli di precisione realizzate in acciaio 45, la durezza di perni e boccole dovrebbe generalmente essere controllata a 229-285 HBW; per le catene cementate, la durezza superficiale deve raggiungere 58-62 HRC ed è anche chiaramente richiesta la profondità dello strato cementato, solitamente 0,8-1,2 mm.
Metodo di prova: le norme nazionali raccomandano l'uso di un durometro Brinell o Rockwell per le prove. Il durometro Brinell è adatto per testare materie prime e semilavorati con bassa durezza, come piastre per catene non trattate termicamente. Il valore di durezza viene calcolato applicando un certo carico sulla superficie del materiale e misurando il diametro dell'impronta; il durometro Rockwell viene spesso utilizzato per testare catene finite trattate termicamente, come perni e manicotti cementati. Presenta un'elevata velocità di rilevamento, un funzionamento semplice e può leggere direttamente il valore di durezza.
Campionamento e test dei componenti: secondo i requisiti standard, da ogni lotto di catene a rulli di precisione deve essere selezionato casualmente un certo numero di campioni da sottoporre a test. Per ogni catena, la durezza di diverse parti, come la piastra interna della catena, la piastra esterna della catena, il perno, il manicotto e il rullo, deve essere testata separatamente. Ad esempio, per il perno, è necessario effettuare un test al centro e su entrambe le estremità per garantire la completezza e l'accuratezza dei risultati.
Determinazione dei risultati: i risultati della prova devono essere determinati rigorosamente in conformità con l'intervallo di durezza specificato nella norma. Se il valore di durezza del pezzo in prova supera l'intervallo specificato nella norma, ad esempio la durezza del perno è inferiore a 229HBW o superiore a 285HBW, la catena viene giudicata un prodotto non qualificato e deve essere sottoposta a un nuovo trattamento termico o ad altri trattamenti corrispondenti fino a quando il valore di durezza non soddisfa i requisiti della norma.

2.2 Standard di prova internazionali
Esistono anche sistemi standard corrispondenti per la prova di durezza delle catene a rulli di precisione nel mondo, e questi standard hanno ampia influenza e riconoscimento nel mercato internazionale.
Norma ISO: La norma ISO 606 "Catene e pignoni - Catene a rulli e catene a rulli con bussole - Dimensioni, tolleranze e caratteristiche fondamentali" è una delle norme per le catene a rulli di precisione più diffuse al mondo. Questa norma stabilisce anche disposizioni dettagliate per le prove di durezza delle catene a rulli di precisione. Ad esempio, per le catene a rulli di precisione in acciaio legato, l'intervallo di durezza è generalmente 241-321 HBW; per le catene nitrurate, la durezza superficiale deve raggiungere 600-800 HV e la profondità dello strato di nitrurazione deve essere di 0,3-0,6 mm.
Metodo di prova: le norme internazionali raccomandano anche l'uso di durometri Brinell, Rockwell e Vickers per le prove. Il durometro Vickers è adatto per testare componenti con durezza superficiale più elevata di catene a rulli di precisione, come la superficie dei rulli dopo il trattamento di nitrurazione, grazie alla sua ridotta indentatura. Può misurare il valore di durezza con maggiore precisione, soprattutto quando si testano componenti di piccole dimensioni e con pareti sottili.
Ubicazione del campionamento e delle prove: la quantità di campionamento e l'ubicazione delle prove richieste dalle norme internazionali sono simili a quelle delle norme nazionali, ma la selezione delle sedi di prova è più dettagliata. Ad esempio, quando si testa la durezza dei rulli, è necessario prelevare campioni e testarli sulla circonferenza esterna e sulle superfici terminali dei rulli per valutare in modo completo l'uniformità della durezza dei rulli. Inoltre, sono richiesti test di durezza anche per le parti di collegamento della catena, come le piastre di collegamento e i perni di collegamento, per garantire la resistenza e l'affidabilità dell'intera catena.
Giudizio sui risultati: gli standard internazionali sono più rigorosi nel giudicare i risultati dei test di durezza. Se i risultati dei test non soddisfano i requisiti standard, non solo la catena verrà giudicata non idonea, ma anche altre catene dello stesso lotto di prodotti dovranno essere sottoposte a doppio campionamento. Se dopo il doppio campionamento risultano ancora prodotti non idonee, il lotto di prodotti deve essere riprocessato fino a quando la durezza di tutte le catene non soddisfa i requisiti standard. Questo rigoroso meccanismo di giudizio garantisce efficacemente il livello di qualità e l'affidabilità delle catene a rulli di precisione sul mercato internazionale.

3. Metodo di prova di durezza

3.1 Metodo di prova della durezza Rockwell
Il metodo di prova della durezza Rockwell è uno dei metodi di prova della durezza più ampiamente utilizzati al momento, particolarmente adatto per testare la durezza di materiali metallici come le catene a rulli di precisione.
Principio: questo metodo determina il valore di durezza misurando la profondità del penetratore (cono di diamante o sfera di carburo) premuto nella superficie del materiale sotto un determinato carico. È caratterizzato da un funzionamento semplice e veloce e consente di leggere direttamente il valore di durezza senza calcoli complessi e strumenti di misura.
Ambito di applicazione: Per il rilevamento di catene a rulli di precisione, il metodo di prova di durezza Rockwell viene utilizzato principalmente per misurare la durezza delle catene finite dopo il trattamento termico, come perni e manicotti. Questo perché questi componenti presentano una durezza maggiore dopo il trattamento termico e sono relativamente grandi, il che li rende adatti per la prova con un durometro Rockwell.
Precisione di rilevamento: il test di durezza Rockwell ha un'elevata precisione e può riflettere accuratamente le variazioni di durezza del materiale. L'errore di misura è generalmente compreso tra ± 1 HRC, il che può soddisfare i requisiti dei test di durezza di precisione sulle catene a rulli.
Applicazione pratica: nei test pratici, il durometro Rockwell utilizza solitamente una scala HRC, adatta per testare materiali con un intervallo di durezza compreso tra 20 e 70 HRC. Ad esempio, per il perno di una catena a rulli di precisione cementata, la sua durezza superficiale è solitamente compresa tra 58 e 62 HRC. Il durometro Rockwell può misurarne rapidamente e accuratamente il valore di durezza, fornendo una base affidabile per il controllo qualità.

3.2 Metodo di prova della durezza Brinell
Il metodo di prova di durezza Brinell è un metodo di prova di durezza classico, ampiamente utilizzato nella misurazione della durezza di vari materiali metallici, tra cui le materie prime e i semilavorati delle catene a rulli di precisione.
Principio: questo metodo preme una sfera di acciaio temprato o di carburo di un certo diametro sulla superficie del materiale sotto l'azione di un carico specificato e la mantiene per un tempo specificato, quindi rimuove il carico, misura il diametro dell'indentazione e determina il valore di durezza calcolando la pressione media sulla superficie sferica dell'indentazione.
Campo di applicazione: Il metodo di prova di durezza Brinell è adatto per testare materiali metallici con durezza inferiore, come le materie prime delle catene a rulli di precisione (ad esempio l'acciaio 45) e i semilavorati non trattati termicamente. Le sue caratteristiche sono ampie intaccature, che possono riflettere le caratteristiche di durezza macroscopica del materiale e sono adatte per misurare materiali nell'intervallo di durezza media.
Precisione di rilevamento: la precisione di rilevamento della durezza Brinell è relativamente elevata e l'errore di misurazione è generalmente compreso tra ±2%. La precisione di misurazione del diametro di indentazione influisce direttamente sulla precisione del valore di durezza, pertanto sono necessari strumenti di misurazione ad alta precisione, come i microscopi di lettura, per il funzionamento effettivo.
Applicazione pratica: nel processo di produzione di catene a rulli di precisione, il metodo di prova di durezza Brinell viene spesso utilizzato per testare la durezza delle materie prime e garantirne la conformità ai requisiti di progettazione. Ad esempio, per le catene a rulli di precisione in acciaio 45, la durezza delle materie prime dovrebbe generalmente essere controllata tra 170 e 230 HBW. Attraverso la prova di durezza Brinell, il valore di durezza delle materie prime può essere misurato con precisione e la durezza non qualificata dei materiali può essere individuata in tempo, impedendo così a materiali non qualificati di entrare nei successivi passaggi di produzione.

3.3 Metodo di prova della durezza Vickers
Il metodo di prova della durezza Vickers è un metodo adatto per misurare la durezza di parti di piccole dimensioni e con pareti sottili e presenta vantaggi unici nella prova di durezza delle catene a rulli di precisione.
Principio: questo metodo preme un tetraedro di diamante con un angolo al vertice di 136° sotto un certo carico sulla superficie del materiale da testare, mantiene il carico per un tempo specificato e quindi rimuove il carico, misura la lunghezza diagonale dell'indentazione e determina il valore di durezza calcolando la pressione media sulla superficie conica dell'indentazione.
Campo di applicazione: Il metodo di prova di durezza Vickers è adatto per la misurazione di materiali con un ampio intervallo di durezza, in particolare per il rilevamento di parti con elevata durezza superficiale di catene a rulli di precisione, come la superficie dei rulli dopo il trattamento di nitrurazione. La sua indentazione è piccola e può misurare con precisione la durezza di parti di piccole dimensioni e con pareti sottili, il che lo rende adatto per il rilevamento con elevati requisiti di uniformità della durezza superficiale.
Precisione di rilevamento: la prova di durezza Vickers ha un'elevata precisione e l'errore di misura è generalmente compreso tra ±1 HV. La precisione di misurazione della lunghezza diagonale dell'impronta è fondamentale per l'accuratezza del valore di durezza, pertanto è necessario un microscopio di misura ad alta precisione per la misurazione.
Applicazione pratica: nella prova di durezza delle catene a rulli di precisione, il metodo di prova di durezza Vickers viene spesso utilizzato per rilevare la durezza superficiale dei rulli. Ad esempio, per i rulli nitrurati, la durezza superficiale deve raggiungere 600-800 HV. Attraverso la prova di durezza Vickers, è possibile misurare con precisione i valori di durezza in diverse posizioni sulla superficie del rullo e valutare la profondità e l'uniformità dello strato di nitrurazione, garantendo così che la durezza superficiale del rullo soddisfi i requisiti di progettazione e migliorando la resistenza all'usura e la durata della catena.

4. Strumento per prove di durezza

4.1 Tipo e principio dello strumento
Lo strumento per prove di durezza è uno strumento fondamentale per garantire l'accuratezza delle prove di durezza delle catene a rulli di precisione. Gli strumenti per prove di durezza più comuni sono principalmente i seguenti:
Durometro Brinell: il suo principio è quello di premere una sfera di acciaio temprato o di carburo di un certo diametro sulla superficie del materiale sotto un carico specificato, mantenerla per un tempo specificato e quindi rimuovere il carico, e calcolare il valore di durezza misurando il diametro dell'impronta. Il durometro Brinell è adatto per testare materiali metallici con durezza inferiore, come materie prime per catene a rulli di precisione e semilavorati che non hanno subito trattamento termico. Le sue caratteristiche sono l'ampia impronta, che può riflettere le caratteristiche di durezza macroscopica del materiale. È adatto per misurare materiali nell'intervallo di durezza media e l'errore di misura è generalmente entro ±2%.
Durometro Rockwell: questo strumento determina il valore di durezza misurando la profondità del penetratore (cono di diamante o sfera in carburo) premuto sulla superficie del materiale sotto un determinato carico. Il durometro Rockwell è facile e veloce da usare e può leggere direttamente il valore di durezza senza calcoli complessi e strumenti di misurazione. Viene utilizzato principalmente per misurare la durezza di catene finite dopo il trattamento termico, come perni e manicotti. L'errore di misura è generalmente entro ±1 HRC, il che può soddisfare i requisiti delle prove di durezza di precisione sulle catene a rulli.
Durometro Vickers: il principio del durometro Vickers consiste nel premere una piramide quadrangolare di diamante con un angolo al vertice di 136° sotto un determinato carico sulla superficie del materiale da testare, mantenerla per un tempo specificato, rimuovere il carico, misurare la lunghezza diagonale dell'impronta e determinare il valore di durezza calcolando la pressione media esercitata sulla superficie conica dell'impronta. Il durometro Vickers è adatto per misurare materiali con un ampio intervallo di durezza, in particolare per testare parti con elevata durezza superficiale di catene a rulli di precisione, come la superficie dei rulli dopo il trattamento di nitrurazione. La sua impronta è piccola e può misurare accuratamente la durezza di parti di piccole dimensioni e con pareti sottili, con un errore di misura generalmente entro ±1 HV.

4.2 Selezione e calibrazione dello strumento
La scelta di uno strumento di prova di durezza adatto e la sua calibrazione accurata sono la base per garantire l'affidabilità dei risultati della prova:
Selezione dello strumento: selezionare uno strumento di prova di durezza adatto in base ai requisiti di prova delle catene a rulli di precisione. Per materie prime e semilavorati non trattati termicamente, si consiglia di selezionare un durometro Brinell; per catene finite trattate termicamente, come perni e manicotti, si consiglia di selezionare un durometro Rockwell; per parti con durezza superficiale maggiore, come la superficie dei rulli dopo il trattamento di nitrurazione, si consiglia di selezionare un durometro Vickers. Inoltre, è necessario considerare fattori quali la precisione, l'intervallo di misura e la facilità d'uso dello strumento per soddisfare i requisiti delle diverse fasi di prova.
Taratura dello strumento: lo strumento per la prova di durezza deve essere tarato prima dell'uso per garantire l'accuratezza dei risultati di misura. La taratura deve essere eseguita da un ente di taratura qualificato o da personale professionale in conformità con gli standard e le specifiche pertinenti. Il contenuto della taratura include la precisione di carico dello strumento, le dimensioni e la forma del penetratore, la precisione del dispositivo di misura, ecc. Il ciclo di taratura è generalmente determinato in base alla frequenza d'uso e alla stabilità dello strumento, solitamente da 6 mesi a 1 anno. Gli strumenti tarati qualificati devono essere accompagnati da un certificato di taratura e la data di taratura e il periodo di validità devono essere indicati sullo strumento per garantire l'affidabilità e la tracciabilità dei risultati della prova.

5. Processo di prova di durezza

5.1 Preparazione ed elaborazione del campione
La preparazione del campione è il collegamento fondamentale per la prova di durezza di precisione delle catene a rulli, che influisce direttamente sulla precisione e sull'affidabilità dei risultati della prova.
Quantità di campionamento: in conformità con i requisiti della norma nazionale GB/T 1243-2006 e della norma internazionale ISO 606, da ogni lotto di catene a rulli di precisione deve essere selezionato casualmente un certo numero di campioni da sottoporre a prova. Normalmente, da ogni lotto vengono selezionate 3-5 catene come campioni di prova per garantirne la rappresentatività.
Punto di campionamento: per ogni catena, la durezza di diverse parti, come la piastra di maglia interna, la piastra di maglia esterna, l'albero del perno, il manicotto e il rullo, deve essere testata separatamente. Ad esempio, per l'albero del perno, deve essere prelevato un punto di prova al centro e su entrambe le estremità; per il rullo, la circonferenza esterna e la superficie terminale del rullo devono essere campionate e testate separatamente per valutare in modo completo l'uniformità di durezza di ciascun componente.
Elaborazione del campione: durante il processo di campionamento, la superficie del campione deve essere pulita e piana, priva di olio, ruggine o altre impurità. Per i campioni con scaglie di ossido o rivestimenti superficiali, è necessario effettuare prima un appropriato trattamento di pulizia o rimozione. Ad esempio, per le catene zincate, lo strato zincato superficiale deve essere rimosso prima della prova di durezza.

5.2 Fasi dell'operazione di prova
Le fasi operative del test rappresentano il fulcro del processo di prova di durezza e devono essere eseguite rigorosamente in conformità con gli standard e le specifiche per garantire l'accuratezza dei risultati del test.
Selezione e taratura dello strumento: selezionare lo strumento di prova di durezza appropriato in base all'intervallo di durezza e alle caratteristiche del materiale dell'oggetto in prova. Ad esempio, per perni e manicotti cementati, si dovrebbero selezionare durometri Rockwell; per materie prime e semilavorati non trattati termicamente, si dovrebbero selezionare durometri Brinell; per rulli con durezza superficiale superiore, si dovrebbero selezionare durometri Vickers. Prima della prova, lo strumento di prova di durezza deve essere tarato per garantire che la precisione del carico, le dimensioni e la forma del penetratore e la precisione del dispositivo di misura soddisfino i requisiti. Gli strumenti tarati qualificati devono essere accompagnati da un certificato di taratura e la data di taratura e il periodo di validità devono essere indicati sullo strumento.
Funzionamento della prova: posizionare il campione sul banco di lavoro del durometro per assicurarsi che la superficie del campione sia perpendicolare al penetratore. In base alle procedure operative del metodo di prova di durezza selezionato, applicare il carico e mantenerlo per il tempo specificato, quindi rimuovere il carico e misurare la dimensione o la profondità dell'indentazione. Ad esempio, nella prova di durezza Rockwell, un penetratore conico in diamante o a sfera in carburo viene premuto sulla superficie del materiale in prova con un determinato carico (ad esempio 150 kgf), il carico viene rimosso dopo 10-15 secondi e il valore di durezza viene letto direttamente; nella prova di durezza Brinell, una sfera in acciaio temprato o a sfera in carburo di un determinato diametro viene premuta sulla superficie del materiale in prova con un carico specificato (ad esempio 3000 kgf), il carico viene rimosso dopo 10-15 secondi. Il diametro dell'indentazione viene misurato utilizzando un microscopio di lettura e il valore di durezza viene ottenuto per calcolo.
Test ripetuti: per garantire l'affidabilità dei risultati, ogni punto di prova deve essere testato ripetutamente più volte e il valore medio viene considerato come risultato finale. In circostanze normali, ogni punto di prova deve essere testato ripetutamente 3-5 volte per ridurre gli errori di misurazione.

5.3 Registrazione e analisi dei dati
La registrazione e l'analisi dei dati rappresentano l'ultimo anello del processo di prova di durezza. Ordinando e analizzando i dati di prova, è possibile trarre conclusioni scientifiche e ragionevoli, che costituiscono la base per il controllo di qualità del prodotto.
Registrazione dei dati: tutti i dati ottenuti durante il processo di prova devono essere registrati in dettaglio nel rapporto di prova, inclusi numero del campione, luogo di prova, metodo di prova, valore di durezza, data della prova, personale addetto alla prova e altre informazioni. La registrazione dei dati deve essere chiara, accurata e completa per facilitare la consultazione e l'analisi successive.
Analisi dei dati: analisi statistica dei dati di prova, calcolo di parametri statistici quali il valore medio di durezza e la deviazione standard di ciascun punto di prova, e valutazione dell'uniformità e della costanza della durezza. Ad esempio, se la durezza media del perno di un lotto di catene a rulli di precisione è 250 HBW e la deviazione standard è 5 HBW, significa che la durezza del lotto di catene è relativamente uniforme e il controllo qualità è buono; se la deviazione standard è elevata, potrebbero verificarsi fluttuazioni della qualità nel processo di produzione, e sono necessarie ulteriori indagini sulle cause e misure di miglioramento.
Determinazione del risultato: confrontare i risultati del test con l'intervallo di durezza specificato nelle norme nazionali o internazionali per determinare se il campione è qualificato. Se il valore di durezza del punto di prova supera l'intervallo specificato nella norma, ad esempio la durezza del perno è inferiore a 229 HBW o superiore a 285 HBW, la catena viene giudicata un prodotto non qualificato e deve essere sottoposto a un nuovo trattamento termico o ad altri trattamenti corrispondenti fino a quando il valore di durezza non soddisfa i requisiti della norma. Per i prodotti non qualificati, le condizioni di non qualificazione devono essere registrate in dettaglio e le relative cause devono essere analizzate in modo da adottare misure di miglioramento mirate per migliorare la qualità del prodotto.

6. Fattori che influenzano la prova di durezza

6.1 Impatto dell'ambiente di test

L'ambiente di prova ha un'influenza importante sulla precisione dei risultati del test di durezza delle catene a rulli di precisione.

Influenza della temperatura: le variazioni di temperatura influiscono sulla precisione del durometro e sulle prestazioni di durezza del materiale. Ad esempio, quando la temperatura ambiente è troppo alta o troppo bassa, le parti meccaniche e i componenti elettronici del durometro possono espandersi e contrarsi a causa del calore, causando errori di misurazione. In generale, l'intervallo di temperatura di esercizio ottimale per i durometri Brinell, Rockwell e Vickers è compreso tra 10°C e 35°C. Superando questo intervallo di temperatura, l'errore di misurazione del durometro può aumentare di circa ±1HRC o ±2HV. Allo stesso tempo, l'influenza della temperatura sulla durezza del materiale non può essere ignorata. Ad esempio, per il materiale di una catena a rulli di precisione, come l'acciaio 45#, la sua durezza può aumentare leggermente in un ambiente a bassa temperatura, mentre in un ambiente ad alta temperatura la durezza diminuirà. Pertanto, quando si esegue una prova di durezza, questa deve essere eseguita il più possibile in un ambiente a temperatura costante e la temperatura ambiente in quel momento deve essere registrata in modo da correggere i risultati della prova.
Influenza dell'umidità: l'influenza dell'umidità sulla prova di durezza si riflette principalmente sui componenti elettronici del durometro e sulla superficie del campione. Un'umidità eccessiva può causare l'inumidimento dei componenti elettronici del durometro, compromettendone l'accuratezza e la stabilità della misurazione. Ad esempio, quando l'umidità relativa supera l'80%, l'errore di misurazione del durometro può aumentare di circa ±0,5 HRC o ±1 HV. Inoltre, l'umidità può anche formare una pellicola d'acqua sulla superficie del campione, compromettendo il contatto tra il penetratore del durometro e la superficie del campione, con conseguenti errori di misurazione. Per la prova di durezza delle catene a rulli di precisione, si raccomanda di eseguire la prova in un ambiente con un'umidità relativa del 30%-70% per garantire l'affidabilità dei risultati.
Influenza delle vibrazioni: le vibrazioni nell'ambiente di prova interferiscono con la prova di durezza. Ad esempio, le vibrazioni generate dal funzionamento di apparecchiature di lavorazione meccanica nelle vicinanze possono causare un leggero spostamento del penetratore del durometro durante il processo di misurazione, con conseguenti errori di misura. Le vibrazioni possono anche influire sulla precisione e sulla stabilità dell'applicazione del carico del durometro, influenzando di conseguenza la precisione del valore di durezza. In generale, quando si eseguono prove di durezza in un ambiente con forti vibrazioni, l'errore di misura può aumentare di circa ±0,5 HRC o ±1 HV. Pertanto, quando si esegue una prova di durezza, è consigliabile scegliere un luogo lontano dalla fonte di vibrazioni e adottare misure appropriate per la riduzione delle vibrazioni, come l'installazione di un cuscinetto antivibrante sul fondo del durometro, per ridurre l'impatto delle vibrazioni sui risultati della prova.

6.2 Influenza dell'operatore
Il livello professionale dell'operatore e le sue abitudini operative hanno un impatto importante sulla precisione dei risultati dei test di durezza delle catene a rulli di precisione.
Competenze operative: la competenza dell'operatore nell'uso degli strumenti di prova di durezza influisce direttamente sull'accuratezza dei risultati. Ad esempio, per un durometro Brinell, l'operatore deve misurare accuratamente il diametro dell'impronta e l'errore di misurazione può causare una deviazione nel valore di durezza. Se l'operatore non ha familiarità con l'uso dello strumento di misura, l'errore di misurazione può aumentare di circa ±2%. Per i durometri Rockwell e Vickers, l'operatore deve applicare correttamente il carico e leggere il valore di durezza. Un utilizzo improprio può causare un aumento dell'errore di misurazione di circa ±1 HRC o ±1 HV. Pertanto, l'operatore deve seguire una formazione professionale ed essere esperto nei metodi di funzionamento e nelle precauzioni dello strumento di prova di durezza per garantire l'accuratezza dei risultati.
Esperienza di prova: anche l'esperienza di prova dell'operatore influirà sull'accuratezza dei risultati della prova di durezza. Gli operatori esperti possono valutare meglio i problemi che possono sorgere durante la prova e adottare le misure appropriate per risolverli. Ad esempio, se durante la prova il valore di durezza risulta anomalo, gli operatori esperti possono valutare se vi è un problema con il campione stesso, o se l'operazione di prova o lo strumento non funzionano correttamente, basandosi sull'esperienza e sulle conoscenze professionali, e intervenire tempestivamente. Gli operatori inesperti potrebbero gestire i risultati anomali in modo improprio, con conseguenti errori di valutazione. Pertanto, le aziende dovrebbero concentrarsi sulla coltivazione dell'esperienza di prova degli operatori e sul miglioramento del loro livello di prova attraverso una formazione e una pratica regolari.
Responsabilità: Anche la responsabilità degli operatori è fondamentale per l'accuratezza dei risultati delle prove di durezza. Gli operatori con un forte senso di responsabilità seguiranno rigorosamente gli standard e le specifiche, registreranno attentamente i dati di prova e analizzeranno attentamente i risultati. Ad esempio, durante la prova, l'operatore deve ripetere la prova per ogni punto di prova più volte e considerare il valore medio come risultato finale. Se l'operatore non è responsabile, le fasi di prova ripetute potrebbero essere omesse, con conseguente riduzione dell'affidabilità dei risultati. Pertanto, le aziende dovrebbero rafforzare la formazione degli operatori in materia di responsabilità per garantire il rigore e l'accuratezza delle prove.

6.3 Impatto della precisione dell'attrezzatura
La precisione dello strumento di prova della durezza è un fattore chiave che influenza l'accuratezza dei risultati della prova di durezza delle catene a rulli di precisione.
Precisione dello strumento: la precisione dello strumento di prova di durezza influisce direttamente sulla precisione dei risultati della prova. Ad esempio, l'errore di misura del durometro Brinell è generalmente entro ±2%, l'errore di misura del durometro Rockwell è generalmente entro ±1HRC e l'errore di misura del durometro Vickers è generalmente entro ±1HV. Se la precisione dello strumento non soddisfa i requisiti, non è possibile garantire la precisione dei risultati della prova. Pertanto, quando si seleziona uno strumento di prova di durezza, è necessario scegliere uno strumento con elevata precisione e buona stabilità, e la calibrazione e la manutenzione devono essere eseguite regolarmente per garantire che la precisione dello strumento soddisfi i requisiti della prova.
Taratura dello strumento: la taratura dello strumento di prova di durezza è la base per garantire l'accuratezza dei risultati della prova. La taratura dello strumento deve essere eseguita da un ente di taratura qualificato o da personale professionale e deve essere eseguita in conformità con gli standard e le specifiche pertinenti. I requisiti di taratura includono la precisione di carico dello strumento, le dimensioni e la forma del penetratore, la precisione del dispositivo di misura, ecc. Il ciclo di taratura è generalmente determinato in base alla frequenza d'uso e alla stabilità dello strumento, solitamente da 6 mesi a 1 anno. Gli strumenti tarati qualificati devono essere accompagnati da un certificato di taratura e la data di taratura e il periodo di validità devono essere indicati sullo strumento. Se lo strumento non è tarato o la taratura non riesce, l'accuratezza dei risultati della prova non può essere garantita. Ad esempio, un durometro non tarato può causare un aumento dell'errore di misura di circa ±2HRC o ±5HV.
Manutenzione dello strumento: la manutenzione degli strumenti per prove di durezza è fondamentale per garantire l'accuratezza dei risultati. Durante l'utilizzo dello strumento, la precisione può variare a causa dell'usura meccanica, dell'invecchiamento dei componenti elettronici, ecc. Pertanto, le aziende dovrebbero implementare un sistema completo di manutenzione dello strumento e sottoporlo a manutenzione e assistenza regolari. Ad esempio, pulire regolarmente la lente ottica dello strumento, controllare l'usura del penetratore, calibrare il sensore di carico, ecc. Attraverso una manutenzione regolare, è possibile individuare e risolvere tempestivamente eventuali problemi dello strumento, garantendone l'accuratezza e la stabilità.

7. Determinazione e applicazione dei risultati della prova di durezza

7.1 Standard di determinazione del risultato
La determinazione dei risultati dei test di durezza delle catene a rulli di precisione viene eseguita rigorosamente in conformità con le norme pertinenti per garantire che la qualità del prodotto soddisfi i requisiti.
Determinazione degli standard nazionali: secondo gli standard nazionali come GB/T 1243-2006 "Catena a rulli, catena a rulli con boccole e catena dentata", le catene a rulli di precisione realizzate con materiali diversi e con processi di trattamento termico presentano requisiti di durezza ben definiti. Ad esempio, per le catene a rulli di precisione realizzate in acciaio 45, la durezza dei perni e delle boccole deve essere controllata a 229-285 HBW; la durezza superficiale della catena dopo il trattamento di cementazione deve raggiungere 58-62 HRC e la profondità dello strato cementato deve essere compresa tra 0,8 e 1,2 mm. Se i risultati del test superano questo intervallo, ad esempio la durezza del perno è inferiore a 229 HBW o superiore a 285 HBW, la prova sarà considerata non qualificata.
Giudizio standard internazionale: secondo la norma ISO 606 e altre norme internazionali, l'intervallo di durezza delle catene a rulli di precisione in acciaio legato è generalmente compreso tra 241 e 321 HBW, la durezza superficiale della catena dopo il trattamento di nitrurazione deve raggiungere 600-800 HV e la profondità dello strato di nitrurazione deve essere compresa tra 0,3 e 0,6 mm. Gli standard internazionali sono più rigorosi nella valutazione dei risultati. Se i risultati dei test non soddisfano i requisiti, non solo la catena verrà giudicata non qualificata, ma lo stesso lotto di prodotti dovrà anche essere raddoppiato per il campionamento. Se sono ancora presenti prodotti non qualificati, il lotto di prodotti deve essere riprocessato.
Requisiti di ripetibilità e riproducibilità: per garantire l'affidabilità dei risultati di prova, ogni punto di prova deve essere testato ripetutamente, solitamente 3-5 volte, e il valore medio viene considerato come risultato finale. La differenza nei risultati di prova dello stesso campione da parte di operatori diversi deve essere controllata entro un certo intervallo, ad esempio la differenza nei risultati della prova di durezza Rockwell generalmente non supera ±1 HRC, la differenza nei risultati della prova di durezza Brinell generalmente non supera ±2% e la differenza nei risultati della prova di durezza Vickers generalmente non supera ±1 HV.

7.2 Applicazione dei risultati e controllo di qualità
I risultati del test di durezza non sono solo la base per determinare se il prodotto è qualificato, ma anche un importante riferimento per il controllo qualità e il miglioramento del processo.
Controllo qualità: attraverso i test di durezza, è possibile individuare tempestivamente eventuali problemi nel processo produttivo, come difetti dei materiali e trattamenti termici inadeguati. Ad esempio, se il test rileva che la durezza della catena è inferiore ai requisiti standard, potrebbe essere dovuto a una temperatura di trattamento termico insufficiente o a un tempo di mantenimento insufficiente; se la durezza è superiore ai requisiti standard, potrebbe essere dovuto a una tempra eccessiva. In base ai risultati dei test, l'azienda può adattare tempestivamente il processo produttivo per garantire la stabilità e la costanza della qualità del prodotto.
Miglioramento del processo: i risultati dei test di durezza contribuiscono a ottimizzare il processo di produzione delle catene a rulli di precisione. Ad esempio, analizzando le variazioni di durezza della catena sottoposte a diversi trattamenti termici, l'azienda può determinare i parametri di trattamento termico ottimali e migliorare la resistenza all'usura e alla fatica della catena. Allo stesso tempo, i test di durezza possono anche fornire una base per la selezione delle materie prime, garantendo che la durezza delle stesse soddisfi i requisiti di progettazione, migliorando così la qualità complessiva del prodotto.
Accettazione e consegna del prodotto: prima che il prodotto lasci la fabbrica, i risultati del test di durezza costituiscono una base importante per l'accettazione da parte del cliente. Un rapporto sul test di durezza conforme ai requisiti standard può aumentare la fiducia dei clienti nel prodotto e promuoverne le vendite e il marketing. Per i prodotti che non soddisfano gli standard, l'azienda deve rilavorarli fino a quando non superano il test di durezza prima di poterli consegnare ai clienti, il che contribuisce a migliorare la reputazione dell'azienda sul mercato e la soddisfazione del cliente.
Tracciabilità della qualità e miglioramento continuo: la registrazione e l'analisi dei risultati dei test di durezza possono fornire un supporto informativo per la tracciabilità della qualità. Quando si verificano problemi di qualità, le aziende possono tracciare i risultati dei test per individuarne la causa principale e adottare misure di miglioramento mirate. Allo stesso tempo, attraverso l'accumulo e l'analisi a lungo termine dei dati dei test, le aziende possono individuare potenziali problemi di qualità e indicazioni per il miglioramento dei processi, ottenendo così un miglioramento e un potenziamento continui della qualità.