汽車零部件硬度的現場檢測與在線檢測

劉立志

摘要：這些年我國汽車行業獲得快速地發展，汽車零部件硬件檢測關系到汽車的質量安全，因此必須要保障汽車零部件滿足相應的力學性能，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場檢測以及在線檢測的相關問題做了一些探索，從而更好地促進我國行業的發展。

關鍵詞：汽車零部件;硬度;現場檢測;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雜的環境中，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的要求，也就是需要滿足拉力、壓力、剪切力及扭矩等相關參數的要求。因此根據零件的各種性能參數來開展零件設計，從而更好地滿足相應的力學性能，更好地提高零件的使用壽命。

為了使得零件性能滿足相應的要求，需要做好各種力學性能的檢測和測試，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的取樣，然后制作成相應的樣本，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。而硬度試驗能夠有效避免這個弊端。硬度試驗可以直接在現成環境中開展檢測試驗，而且這種檢測就技術操作簡單，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? 汽車行業常用的硬度試驗方法

汽車零部件行業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、標準化的試驗方法。里氏硬度試驗是一種非標準的替代試驗方法。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儀器進行相應的測量，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的硬度值。布氏硬度試驗最大的優勢在于：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，測量結果的表征性和精度方面更具有優勢。這種測量方法可以廣泛應用于鑄造、鍛造等機械工藝生產的鋼鐵產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點在于部件硬度測試能夠反應一些部件之間的力學關系，即布氏硬度值與部件拉伸強度值之間的函數關系。也就是可以通過測量部件的布氏硬度的數值，通過他們之間的函數關系就能夠估算出材料之間的抗拉強度數值。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儀器進行相應的測量，這樣導致操作時間相對較長而且效率低。另外如果施加壓力過大，容易導致零件表面的壓痕過大，對于零件本身都會造成相應的損傷，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測試方式。它也是以一定的初式應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，只保持原始的應力，然后測量這兩個力導致的深度產值。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儀器來測量，可以通過兩次差值來得到相應的洛氏硬度值，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用于成品或者半成品的檢測環節。由于這種試驗方法導致的部件表面壓痕較淺，這樣就能夠對于一些滲碳、高頻淬火的部件進行相應的檢測。因此被廣泛應用于汽車部件的檢測過程當中。

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系來測得部件的硬度值。主要原理是將一個硬質合金球壓頭以一定速度沖擊到工件表面，然后利用相關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，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，這是一個動態測試方式。這樣就導致很多因素都會影響著最終的測量結果，每一次試驗得到的結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點，主要表現在操作簡便、效果高、可現場檢測等。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，主要使用動態速度之間的關系，使得最終測量的結果和硬度值之間不存在著很強的對應關系，這樣就導致換算之間的誤差很大。因此，這就導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

制動盤硬度自動檢測系統主要包括了：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的伸縮、移動或者旋轉。而在門框上設有相應的部件檢測設別裝置、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;④視覺傳感器對工件識別設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，銑設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，硬度測試設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，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

曲軸是是汽車發動機的重要零部件，保障它的硬件性能是保障發動機質量的關鍵參數。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、鑄造曲軸和調質鋼曲軸。無論是哪一種的曲軸，都對它表面硬度進行嚴格的規定。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測試，還有一些廠家采用的是不規則的萊布硬度計。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? 結論

綜上所述，汽車零件質量關系到整個汽車的安全，加強汽車零部件硬件的現場檢測和現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的健康發展。

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