Máy đo độ cứng là gì? Có bao nhiêu loại máy đo độ cứng

Độ cứng là gì? Có những loại máy đo độ cứng nào? Đặc điểm của máy đo độ cứng rockwell, vicker, shore là gì? Máy đo để bàn khác như thế nào với máy cầm tay? Một số thiết bị đo độ cứng nổi bật thường gặp là những loại nào? Nên mua thiết bị đo độ cứng ở đâu để đảm bảo uy tín? Những câu hỏi đó sẽ được chúng tôi giải đáp qua bài viết dưới đây, cùng theo dõi bạn nhé!

Độ cứng là gì?

Giá trị độ cứng của vết lõm thu được bằng cách đo độ sâu hoặc diện tích vết lõm bằng một trong hơn 12 phương pháp thử nghiệm khác nhau.

Kiểm tra độ cứng thụt được sử dụng trong kỹ thuật cơ khí để xác định độ cứng của vật liệu đến biến dạng. Một số thử nghiệm như vậy tồn tại, trong đó các tài liệu được kiểm tra được thụt vào cho đến khi một ấn tượng được hình thành; những xét nghiệm này có thể được thực hiện ở quy mô vĩ mô hoặc vi mô

Các phương pháp thử nghiệm Rockwell độ cứng, theo quy định tại tiêu chuẩn ASTM E-18, là thông dụng nhất phương pháp thử nghiệm độ cứng. Bạn nên lấy một bản sao của tiêu chuẩn này, đọc và hiểu tiêu chuẩn hoàn toàn trước khi thử Rockwell.

Công dụng của máy đo độ cứng

Độ cứng của vật liệu càng cao thì có khả năng chống lại sự lún của bề mặt khi có vật tác dụng vào càng lớn. Vật liệu có độ lún càng nhỏ thì độ cứng càng cao. Và độ cứng cũng là một trong những đặc trưng cơ bản quan trọng của vật liệu.

Do đó, máy đo độ cứng ra đời, dùng để đo độ cứng dưới áp lực của trọng lực xác định.

Cách đo độ cứng của máy đo độ cứng là dùng một mẫu thử bằng vật liệu cho trước có hình dáng và kích thước nhất định, để có thể thâm nhập vào bề mặt của vật thử một chiều sâu là h, độ sâu h có thể tính toán được độ cúng của vật liệu

Máy đo độ cứng đo những vật liệu nào?

Hiện nay, với sự phát triển của ngành điện – điện tử, máy đo độ cứng vật liệu có  nhiều hãng sản xuất khác nhau trong đó có Mitutoyo và có nhiều loại như: máy đo tự động và máy điều khiển bằng tay ,…

Máy đo độ cứng có độ bền cao và đo được nhiều loại vật liệu kim loại và phi kim khác nhau như: sắt, kẽm đồng, thậm chí là cao su,…Và hoàn toàn có thể đo được các vật liệu nhỏ, mỏng, cong … điều này ứng dụng ở các vật liệu nhỏ và mỏng hình dáng không cố định như tại các bo mạch điện tử. Máy đo độ cứng có thể làm được điều đó bởi vì máy có chế độ xác minh từng bước, đạt tiêu chuẩn của ISO chất lượng cao. Hơn hết, tất cả thông số được hiển thị thông báo trên màn hình, nên có thiết lập phù hợp để đo nhiều vật liệu.

Do đó, máy đo độ cứng là một thiết bị không thể thiếu để xác minh độ bền bỉ của máy móc, vật liệu, đảm bảo thời gian sử dụng dài lâu cho người dùng.

Một số loại máy đo độ cứng phổ biến

Máy đo độ cứng rockwell

Vào những năm 1908 đầu thế kỷ 20, một giáo sư người Áo có tên là Ludwig đã đặt nền móng cho cho khái niệm về đo độ cứng. Tiếp ngay sau đó, hai nhà khoa học là Stanley P.Rockwell (1886-1940) và Hugh M.Rockwell (1890-1957) đã dựa vào lý thuyết của Ludwig để tìm ra phương pháp máy đo độ cứng rockwell.

Phương pháp này sử dụng một trong hai đầu đo là đầu đo kim cương có góc 120° hoặc đầu bi có đường kính 1/16, 1/8,1/4,1/2 inchs để đâm vào mẫu thử

Nguyên tắc thử là dùng 2 lực khác nhau gọi là lực sơ cấp và lực thứ cấp để tác dụng lên mẫu sau đó từ vết lõm trên mẫu sau khi thử chúng ta tính toán ra được độ cứng của mẫu thông qua công thức tính lực tác dụng. Vết lõm càng sâu độ cứng càng nhỏ,và ngược lại

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

• Loại thấp: gồm các loại vật liệu nhỏ hơn HB220, HRC20, HRB100.
• Loại trung bình: trong khoảng HB250÷450 và HRC25÷45.
• Loại cao : từ HRC52 đến cao hơn HRC60
• Loại rất cao: lớn hơn HRC62 hay HRA80

Máy đo độ cứng Vicker

Phương pháp Vicker là phương pháp được pháp minh bởi các kỹ sư công ty Vicker vào năm 1924. Phương pháp này sử dụng cho những mẫu có độ cứng cao, vật liệu mỏng

Phương pháp này chỉ sử dụng duy nhất 1 mũi đo kim cương dạng hình chóp có 4 cạnh có góc đối diện giữa các cạnh là 136°. Sử dụng các thang lực khác nhau là 50N,100N, 200N, 300N, 500N, 1000N để tác động vào mũi kim cương, sau đó đo chiều dài đường chéo ký hiệu là D1, D2, từ đó có công thức tính ra độ cứng của vật liệu.

Công thức tính độ cứng Vicker:

HV = k.F/S= 0,102.F/S = {0,102. 2. F.sin(θ/2)}/d 2

Trong đó:

• HV: Độ cứng Vickers.
• k: Là một hằng số (k = 0,102);
• F: Lực F;
• S: Diện tích bề mặt lõm;
• d: Độ dài đường kính trung bình : d =(d1+d2)/2
• θ: Góc hợp với hai mặt đối diện = 1360

Máy đo độ cứng SHORE

Phương pháp đo độ cứng SHORE được phát triển vào những năm 1920 bởi ông Albert F. Shore. Ông đã phát minh ra thiết bị đo lường có tên là Durometer.

Phương pháp đo độ cứng theo Shore đo độ cứng trong điều kiện đàn hồi của vật liệu và phương pháp này thường dùng để đo những chất dẻo như polime hay cao su.

Độ cứng shore là đơn vị đo của độ bền vật liệu chống lại lực ấn từ các mũi thử, trị số càng cao thì độ bền càng cao.

Phương pháp này được đo bằng một dụng cụ phổ biến nhất được gọi là máy đo cứng (Durometer) và nó cũng được biết đến như là độ cứng Durometer. Máy đo độ cứng Durometer dùng tải trọng được áp vào nhờ một lực lò xo. Giá trị độ cứng được xác định bằng sự xuyên qua của đầu đo Durometer vào mẫu thử. Do tính đàn hồi của cao su và nhựa, 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 hoặc Shore D, là phương pháp sử dụng cho cao su và vật liệu đàn hồi và cũng thường được sử dụng cho những chất liệu nhựa mềm hơn như là : polyolefins, fluoropolymers, và vinyls. Thang đo Shore A được sử dụng cho những vật liệu bằng cao su mềm, còn thang đo Shore D sử dụng cho vật liệu cứng hơn.

Máy đo độ cứng để bàn

Đây là thiết bị được thiết kế đặt cố định trên bàn và có đầy đủ tính năng của một thiết bị đo hoàn chỉnh, được sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm vật liệu các nhà máy sản xuất kim loại

Thiết bị này có thể được sử dụng với nhiều loại mẫu khác nhau, mẫu đo phải vừa với mâm đo.

Ưu điểm của máy đo độ cứng để bàn là cho kết quả chính xác cao, có kết nối với phần mềm xuất kết quả ra excel.

Hạn chế của thiết bị để bàn là không thể di chuyển ra kho hoặc hiện trường một cách linh động như thiết bị cầm tay.

Máy đo độ cứng cầm tay

Đây là dòng thiết bị có thể cầm tay, thuận tiện cho việc mang đi hiện trường một cách linh động và tiện lợi

Thiết bị này cho kết quả ở mức tương đối, sử dụng kiểm tra đối với một số vật liệu nhất định.

Một số máy đo độ cứng cầm tay nổi bật

	Máy đo độ cứng cầm tay PCE-1000	Máy đo độ cứng HM-6560
Đặc điểm	Máy  PCE-1000 là máy đo độ cứng chuyên nghiệp cầm tay, rất thích hợp để đo độ cứng của các bề mặt của các bề mặt kim loại một cách chính xác và nhanh chóng. Trong ngành công nghiệp luyện kim, thiết bị này đo độ cứng chính của vật liệu và trên cơ sở đó cho phép các kỹ thuật viên kiểm tra được độ cứng của vật liệu sản xuất và sử dụng trong nhà máy. Các phép đo độ cứng dựa trên các thông số của Rockwell B & C, HV Vickers, Brinell HB, HS Shore và Leeb HL. Máy đo độ cứng được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: sản xuất, kiểm soát chất lượng và dịch vụ kỹ thuật. Máy có khả năng lưu trữ dữ liệu vào bộ nhớ trong, từ đó ta có thể chuyển số liệu đo vào máy vi tính để phân tích chi tiết hơn trên phần mềm chuyên dụng. Máy sử dụng phương pháp LEEB để đo độ cứng, phương pháp này được phát triển và ứng dụng lần đầu tiên năm 1978, sau đó phương pháp này được ứng dụng rất phổ biến trong các máy đo độ cứng.	Thiết bị đo độ cứng cầm tay HM-6560 có đầu dò rời được dùng để đo độ cứng của phôi kim loại. Áp dụng cho khoang khuôn của khuôn kim loại, kiểm tra ổ trục và các bộ phận sản xuất hàng loạt khác trên dây chuyền sản xuất. Thiết bị đo độ cứng cầm tay Leed HM-6560 có kết cấu rất gọn nhẹ, trong ống đo của máy có chứa lò xo sinh lực bắn cùng với cuộn cảm rất gọn. Phía trên lò xo là một lẫy để kích bắn. Trên thân của Thiết bị đo độ cứng Leeb HM-6560 là chi tiết điều chỉnh và hiển thị số liệu độ cứng cần hiển thị (HV, HB, HRC, HL v.v.), loại vật liệu cần đo (thép xây dựng, thép công cụ, thép không rỉ, gang, đồng, nhôm v.v), và đặc biệt là công cụ thống kê và tính số liệu trung bình cũng như sai số sau nhiều lần đo.
Tính năng	Dải đo rộng Độ chính xác cao Có thể đo theo nhiều hướng Pin xạc và xạc pin kèm theo máy Đo trên nhiều hình dạng bề mặt khác nhau thông qua bộ chuyển đổi	Kích thước trong lòng bàn tay thích hợp dùng cho không gian hẹp. Kiểm tra ở mọi góc độ, thậm chí lộn ngược. Hiển thị trực tiếp các thang đo độ cứng HRB, HRC, HV, HB, HS, HL. Bộ nhớ lớn có thể lưu trữ 50 nhóm bao gồm giá trị đo đơn, hướng va chạm, vật liệu và thang đo độ cứng, vv Chức năng hiệu chỉnh lại của người dùng được cho phép. Tắt thủ công hoặc tự động. Chỉ báo pin yếu. Sử dụng đầu ra dữ liệu USB / RS-232 để kết nối với PC. Cung cấp lựa chọn đầu ra dữ liệu Bluetooth.
Thông số kĩ thuật	Độ chính xác: ±6 HL para HL = 800 (0.8%) Dụng cụ gõ: Kiểu  D (tích hợp) Độ cứng tối đa: 940 HV Bán kính phần di động (lõm / lồi): R min = 30mm Độ đâm xuyên tối thiểu: 0.8mm Nguồn: Pin xạc 9V Thời gian hoạt động liên tục: 12h Nhiệt độ cao nhất của phần di động: +120°C Nhiệt độ hoạt động: 0 ~ 50°C Kích thước: 100 x 60 x 33mm Khối lượng: 150g	Màn hình LCD Vật liệu: 9 vật liệu phổ biến khác nhau (Thép & Đúc thép, Thép CWTool, Thép không gỉ, Gang xám, Gang đúc, Nhôm đúc, Đồng thau, Đồng, Đồng) Phạm vi đo 170 ~ 960 (HLD) Độ chính xác Lỗi hiển thị ± 0,8% Lặp lại ± 0,6% Chuyển đổi HL-HRC-HRB-HB-HV-HSD Bộ nhớ: 50 dữ liệu có thể được lưu trữ và đọc lại Thiết bị tác động: Đầu dò D, Trọng lượng: 75g Nhiệt độ lưu trữ: -30 ~ 60 CC Điều kiện hoạt động: Nhiệt độ -10 ~ 50 CC; Độ ẩm <90% rh Cung cấp năng lượng:Pin 2X1,5V AA (UM-3) Kích thước: 130x76x32mm Khối lượng: 340g (Không bao gồm pin)