汽車零部件硬度的現(xiàn)場檢測與在線檢測

劉立志

摘要：這些年我國汽車行業(yè)獲得快速地發(fā)展，汽車零部件硬件檢測關(guān)系到汽車的質(zhì)量安全，因此必須要保障汽車零部件滿足相應(yīng)的力學(xué)性能，才能更好提高零件的使用壽命。本文主要就汽車零部件硬件的現(xiàn)場檢測以及在線檢測的相關(guān)問題做了一些探索，從而更好地促進我國行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車零部件;硬度;現(xiàn)場檢測;在線檢測

0? 引言

一輛汽車主要是由很多配件組裝起來的。為了提高零件的加工精度和效率，其中很多金屬部件都是通過鑄造、鍛造的方式制造的，需要經(jīng)過熱處理、機加工、二次熱處理和精加工等工序組成的，通過這些工序能夠加工好一個完整的零件。而且汽車的零件大多被比較復(fù)雜的環(huán)境中，其中包括了外在的因素作用，包括了大范圍溫度影響、強烈的震動和沖擊等，這種零件需要在各種物理性能得到相應(yīng)的要求，也就是需要滿足拉力、壓力、剪切力及扭矩等相關(guān)參數(shù)的要求。因此根據(jù)零件的各種性能參數(shù)來開展零件設(shè)計，從而更好地滿足相應(yīng)的力學(xué)性能，更好地提高零件的使用壽命。

為了使得零件性能滿足相應(yīng)的要求，需要做好各種力學(xué)性能的檢測和測試，從而來有效判斷零件是否滿足實際的需求，檢測的指標(biāo)主要包括了抗拉強度或硬度。在檢測過程中為了降低檢測的難度，需要在零件上進行相應(yīng)的取樣，然后制作成相應(yīng)的樣本，這些樣品只能夠在一些指定的實驗室完成硬度試驗。但是這種測試試驗效率低，而且只能在實驗室完成。而硬度試驗?zāi)軌蛴行П苊膺@個弊端。硬度試驗可以直接在現(xiàn)成環(huán)境中開展檢測試驗，而且這種檢測就技術(shù)操作簡單，效率高，能夠在短時間獲得零件的硬度值，同時也不會破壞零件。

1? 汽車行業(yè)常用的硬度試驗方法

汽車零部件行業(yè)使用的硬度測試方法主要有布氏硬度、洛氏硬度和萊氏硬度測試，相應(yīng)的測試儀器有布氏硬度、洛氏硬度和萊氏硬度測試儀。其中，布氏硬度試驗和洛氏硬度試驗是基本的、標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方法。里氏硬度試驗是一種非標(biāo)準(zhǔn)的替代試驗方法。只適用于工件較大、取樣不方便或要求不高的場合。

1.1 布氏硬度試驗

布氏硬度試驗的試驗方法過程是：首先按照試驗規(guī)定將碳化鎢合金球壓入工件表面，然后向工作面施加一定的試驗力，保持一定的時間后，去除施加的試驗力。在工作面會形成一定的壓痕，這些壓痕的直徑可以使用光學(xué)儀器進行相應(yīng)的測量，在通過計算之后可以通過計算然后查找表布氏硬度值得到相應(yīng)的硬度值。布氏硬度試驗最大的優(yōu)勢在于：在開展試驗過程中可以施加交大的試驗力和測量較大的球壓頭直徑，同時還能夠測量金屬各成分之間的平均硬度值，測量結(jié)果的表征性和精度方面更具有優(yōu)勢。這種測量方法可以廣泛應(yīng)用于鑄造、鍛造等機械工藝生產(chǎn)的鋼鐵產(chǎn)品以及一些有色金屬的硬度檢測方面。布氏硬度試驗還有一個優(yōu)點在于部件硬度測試能夠反應(yīng)一些部件之間的力學(xué)關(guān)系，即布氏硬度值與部件拉伸強度值之間的函數(shù)關(guān)系。也就是可以通過測量部件的布氏硬度的數(shù)值，通過他們之間的函數(shù)關(guān)系就能夠估算出材料之間的抗拉強度數(shù)值。但是這種布氏硬度試驗也存在著很大的缺點，就是試驗時間長，效率低。因為壓力造成的壓痕是需要光學(xué)儀器進行相應(yīng)的測量，這樣導(dǎo)致操作時間相對較長而且效率低。另外如果施加壓力過大，容易導(dǎo)致零件表面的壓痕過大，對于零件本身都會造成相應(yīng)的損傷，這種測試方法無法對于零件成品進行檢測。

1.2 洛氏硬度試驗

洛氏硬度試驗方法和布式硬度測試方法都是屬于靜態(tài)測試方式。它也是以一定的初式應(yīng)力加大碳化鎢合金球表面，然后加上另一個外力，保持一定的時間，撤出外力，只保持原始的應(yīng)力，然后測量這兩個力導(dǎo)致的深度產(chǎn)值。通過這個深度差值就能夠確定最終的洛氏硬度。這種方式在布式硬度的基礎(chǔ)上進行一定的拓展和延伸，最大的特點就是不需要使用光學(xué)儀器來測量，可以通過兩次差值來得到相應(yīng)的洛氏硬度值，這樣就有效提高了試驗的效率。洛氏硬度試驗在開展試驗過程中不需要施加太大的應(yīng)力，這樣就能夠減少對于部件的損害，這樣就不會影響著零件的正常使用，這樣方法就可以被應(yīng)用于成品或者半成品的檢測環(huán)節(jié)。由于這種試驗方法導(dǎo)致的部件表面壓痕較淺，這樣就能夠?qū)τ谝恍B碳、高頻淬火的部件進行相應(yīng)的檢測。因此被廣泛應(yīng)用于汽車部件的檢測過程當(dāng)中。

1.3 里氏硬度試驗

里氏硬度試驗是另一種部件硬度的測量方法。它的主要原理是通過速度和壓力之間的關(guān)系來測得部件的硬度值。主要原理是將一個硬質(zhì)合金球壓頭以一定速度沖擊到工件表面，然后利用相關(guān)裝置測量球壓頭反彈速度和沖擊速度之間的比值，在通過乘上一個變換系數(shù)，就可以得到里氏硬度值。這種方法不同于布式硬度測量的方法，這是一個動態(tài)測試方式。這樣就導(dǎo)致很多因素都會影響著最終的測量結(jié)果，每一次試驗得到的結(jié)果之間可能存在著一定的偏差，使得試驗的可靠性降低。另外為了更好測試反彈速度，還需要工件的體積要盡量大，而且部件表面還要盡可能的光滑。但是這種測試方法也具有很多優(yōu)點，主要表現(xiàn)在操作簡便、效果高、可現(xiàn)場檢測等。而且這種硬度測試的原理和布氏硬度、洛氏硬度存在著很大的差異，主要使用動態(tài)速度之間的關(guān)系，使得最終測量的結(jié)果和硬度值之間不存在著很強的對應(yīng)關(guān)系，這樣就導(dǎo)致?lián)Q算之間的誤差很大。因此，這就導(dǎo)致里氏硬度測量方法具有一定的局限性。

2? 汽車零部件檢測專用硬度計

2.1 剎車盤硬度自動檢測系統(tǒng)

制動盤硬度自動檢測系統(tǒng)主要包括了：試驗裝置、吸片裝置和控制柜。一般的測試裝置主要包括了測量臺和門架。測量臺有一個工件支架，能夠在水平方向進行相應(yīng)的伸縮、移動或者旋轉(zhuǎn)。而在門框上設(shè)有相應(yīng)的部件檢測設(shè)別裝置、銑削裝置、硬度測試裝置和壓痕測量裝置，這些裝置都可以在垂直方向進行移動。系統(tǒng)的工作過程如下：①檢查員將制動盤鑄件夾;②按下測試鍵;③夾下橫向移動工件識別裝置和旋轉(zhuǎn);④視覺傳感器對工件識別設(shè)備自動識別工件模型，工件表面位置和加勁肋分布;⑤工件的移動和旋轉(zhuǎn)，銑設(shè)備工廠幾個測試磁盤表面的表面。磨粉過程中，吸屑裝置將鐵屑吸出;⑥工件的移動和旋轉(zhuǎn)，硬度測試設(shè)備是在一系列的布氏硬度壓痕銑削表面縮進，每個縮進位于加固板的正上方;⑦工件的移動和旋轉(zhuǎn)，每個縮進的壓痕直徑測量裝置測量并顯示布氏硬度值;⑧工件返回到初始位置;顯示器顯示顯示了檢驗報告;⑩檢查員打開夾具，取出工件，并完成測試。

2.2 汽車曲軸硬度

曲軸是是汽車發(fā)動機的重要零部件，保障它的硬件性能是保障發(fā)動機質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。不同性能的汽車可以選用不同型號的曲軸，主要包括了鍛造曲軸、鑄造曲軸和調(diào)質(zhì)鋼曲軸。無論是哪一種的曲軸，都對它表面硬度進行嚴(yán)格的規(guī)定。不同材料和不同形狀的曲軸就加大了硬度測試的難度。一些特殊形狀的曲軸就不能夠使用普通的方式進行硬件試驗，常見的軸頸硬度試驗就不能夠使用普通的硬度計測量。我國還沒有研發(fā)專門的曲軸硬度計，而對于曲軸的測試方式都是通過采樣的方法在臺式硬度計上做相關(guān)測試，還有一些廠家采用的是不規(guī)則的萊布硬度計。單只這兩種測試方式都存在著很大的局限性，第一測試方式耗時長、效率低。第二測試方式測試誤差大一級可靠性差，都無法滿足實際的需求。

3? 結(jié)論

綜上所述，汽車零件質(zhì)量關(guān)系到整個汽車的安全，加強汽車零部件硬件的現(xiàn)場檢測和現(xiàn)場檢測能夠有效提高檢測的實時性和效率性，從而更好地促進汽車行業(yè)的健康發(fā)展。

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