Panduan Industri Langkah demi Langkah untuk Kalibrasi Alat Pengujian Kekerasan

Menyediakan Alat Pengukur Kekerasan untuk Kalibrasi

Penetapan Instrumen, Kestabilan Sokongan, dan Pengesahan Penjajaran

Pasang alat penguji kekerasan pada permukaan yang kukuh dan bebas getaran untuk memastikan ketepatan ukuran. Pentas ujian perlu berada dalam keadaan rata dan diikat dengan kuat kerana sebarang goyangan akan mengganggu hasil lekukan. Semak sama ada penekan berada dalam kedudukan tegak lurus menggunakan alat aras berkualiti tinggi. Sudut kecil pun yang menyimpang dari pusat (lebih daripada setengah darjah) boleh menyebabkan nilai Rockwell berubah sehingga 1.5 unit. Apabila menggunakan peralatan Rockwell secara khusus, pastikan landasan berada pada sudut tepat terhadap arah daya yang dikenakan, dengan idealnya tidak melebihi 0.1 milimeter. Kesilapan dalam aspek ini sebenarnya melanggar garis panduan ASTM E18. Kesilapan pemasangan menyumbang kepada kira-kira sepertiga daripada semua masalah yang ditemui dalam situasi pengujian sebenar, menjadikan persiapan yang betul amat kritikal bagi memperoleh hasil yang boleh dipercayai.

Pemeriksaan Penekan, Semakan Keteguhan Landasan, dan Pengesahan Ketegaklurusan

Periksa hujung penindih melalui kanta pembesar 10 kali ganda. Kon berlian yang digunakan untuk ujian HRC perlu kelihatan baik—tiada pecahan, retak, atau tepi yang tumpul dibenarkan. Jika terdapat sebarang ketidaknormalan pada penindih, gantilah segera. Malah goresan kecil sekalipun boleh mengubah kedalaman penindihan ke dalam bahan dan mengganggu semua bacaan. Apabila memeriksa landasan, pastikan ia rata dengan mengalirkan alat pengukur lurus merentasi permukaannya. Sebarang tonjolan atau lengkung melebihi dua puluh perseratus milimeter akan mengganggu kedudukan spesimen semasa ujian. Untuk memeriksa sama ada landasan tegak, jalankan blok ujian terhadapnya menggunakan penunjuk jam. Sisihan melebihi setengah milimeter bermaksud kita tidak lagi memenuhi piawaian ISO tersebut. Semua butiran kecil ini penting kerana apabila syarikat gagal dalam ujian kelayakan mereka, kos pembaikan bagi syarikat penerbangan angkasa adalah sekitar dua belas ribu dolar AS setiap kali.

Menjalankan Prosedur Kalibrasi Penguji Kekerasan

Operasi Langkah demi Langkah: Penetapan Sifar, Aplikasi Beban, dan Pengukuran Penindihan

Mulakan dengan memastikan instrumen tersebut telah diatarkan kepada sifar dengan betul supaya kita mempunyai titik permulaan yang baik untuk pengukuran kami. Langkah seterusnya ialah mengenakan daya ujian awalan (preliminary test force), yang biasanya sekitar 10 kgf apabila menggunakan skala Rockwell B atau C. Ini membantu memastikan penindih (indenter) duduk rata pada bahan yang sedang diuji. Setelah itu, daya utama (main load) dikenakan, dengan nilai yang berbeza-beza antara 60 hingga 150 kgf bergantung pada skala khusus yang digunakan. Tekanan ini perlu dikekalkan secara mantap selama kira-kira 10 hingga 15 saat mengikut garis panduan ASTM E18. Setelah semua beban dialihkan sepenuhnya, ambil ukuran sama ada kedalaman lekukan (indentation) dalam ujian Rockwell atau saiz diameter lekukan tersebut dalam kaedah Brinell dan Vickers, dengan menggunakan peralatan kalibrasi yang sesuai. Bagi setiap blok ujian bersijil, lakukan sekurang-kurangnya tiga bacaan berasingan untuk memeriksa sama ada keputusan kekal konsisten. Jika terdapat perbezaan lebih daripada 0.3 HR antara bacaan-bacaan tersebut, kemungkinan besar terdapat masalah sama ada pada operator yang menjalankan ujian atau mungkin mesin itu sendiri memerlukan pemeriksaan semula.

Pemilihan Piawai Kalibrasi dan Pematuhan Toleransi (±0.5 HR, ±0.05 mm)

Apabila memilih blok rujukan untuk ujian kekerasan, penting untuk memilih blok yang boleh dilacak ke NIST dan sesuai dengan julat kekerasan serta bahan yang diuji secara berkala. Sebagai contoh, blok keluli paling sesuai untuk ujian HRC manakala loyang biasanya digunakan untuk bacaan HRB. Sentiasa semak sama ada sijil masih sah, kerana kebanyakan blok yang dilesenkan akan kehilangan sah laku antara satu hingga dua tahun dari tarikh pembelian. Nilai kekerasan sebenar harus kekal dalam had ±0,5 skor HR berbanding nilai yang tertera pada sijil. Kedalaman lekuk yang diukur menggunakan mikrometer peringkat juga tidak boleh berbeza lebih daripada 0,05 mm. Mematuhi piawaian ini secara ketat membantu mengelakkan penghanyutan pengukuran beransur-ansur dari masa ke masa. Dan jujur sahaja, tiada siapa yang mahu membelanjakan lebih daripada $58,000 setahun hanya kerana peralatan memerlukan penyesuaian semula secara kerap. Perbelanjaan sebegini telah ditekankan baru-baru ini dalam sebuah artikel daripada Quality Digest pada tahun 2023.

Menjaga log penyesuaian yang merangkumi nombor siri blok rujukan, keadaan persekitaran (suhu, kelembapan), penyimpangan yang diperhatikan, dan pengesahan teknikus—memastikan ketelusuran penuh untuk audit dalaman dan pematuhan kepada ISO/IEC 17025.

Memastikan Ketepatan Jangka Panjang Pengetes Kekerasan

Punca Asal Hanyutan Medan di Luar Kehausan Indenter

Kehausan indenter sering disebut-sebut, tetapi sebenarnya, hanyutan jangka panjang timbul daripada beberapa faktor yang saling berinteraksi secara beransur-ansur dalam jangka masa panjang. Apabila sistem hidraulik mula rosak, ia boleh menyebabkan ralat dalam pengukuran beban melebihi ±1.5 peratus mengikut piawaian ASTM. Perubahan suhu juga penting. Jika suhu persekitaran meningkat atau menurun sebanyak lima darjah Celsius dari suhu piawai iaitu 23 darjah Celsius, ini akan menimbulkan masalah berkaitan pengembangan dan pengecutan bahan. Kita bercakap tentang ralat sekitar 0.07 HR bagi setiap perubahan satu darjah Celsius, yang memberi kesan kepada bentuk rangka ujian serta penyelarasan daya secara tepat. Selain itu, getaran semasa penghantaran atau penggunaan biasa boleh menggeser komponen pemuatan sehingga keluar daripada pelarasan yang betul. Dan jangan lupa tentang habuk yang masuk ke dalam enkoder optik tersebut. Kajian menunjukkan hampir 25% daripada susunan industri mengalami isu pengukuran sekitar 0.04 mm akibat masalah habuk ini. Semua isu gabungan ini pada akhirnya akan menyebabkan peralatan beroperasi di luar julat diterima mengikut piawaian ISO 6508 kecuali jika seseorang benar-benar memantau isu-isu tersebut dan mengambil tindakan pembetulan.

Kawalan Alam Sekitar, Garis Panduan Frekuensi, dan Protokol Ketelusuran

Mengekalkan suhu persekitaran di sekitar 23 darjah Celsius ±2 darjah, bersama-sama kelembapan relatif antara 45% hingga 55%, adalah sangat penting mengikut piawaian ASTM E18-22. Kebanyakan masalah berlaku apabila parameter ini menyimpang di luar julat ini. Makmal perlu mengingatkan diri untuk mengkalibrasi instrumen yang digunakan setiap hari sekali setiap suku tahun. Peralatan yang digunakan kurang kerap masih perlu diperiksa dua kali setahun. Mengenai blok rujukan, blok-blok tersebut mesti boleh dilacak kembali kepada piawaian NIST dengan tahap ketidakpastian tidak melebihi 0.3 HR. Fasiliti ujian automotif yang menjalankan ujian ke atas komponen seperti aci gear akan terikat dengan keperluan ISO/IEC 17025, yang merangkumi pelbagai spesifikasi operasi terperinci bagi tujuan jaminan kualiti.

• Penyimpanan berkawal kelembapan untuk blok kalibrasi
• Jejak audit digital yang merekod setiap penyelenggaraan, kalibrasi, dan bacaan alam sekitar
• Pemantauan hanyut automatik dengan ambang amaran yang boleh dikonfigurasikan

Dokumentasi suhu dan kelembapan semasa setiap penentukalaan membolehkan pengasingan statistik pemboleh ubah termal—terbukti mengurangkan kegagalan di medan sebanyak 74% berbanding penyelenggaraan reaktif sahaja.

Memenuhi Piawaian Industri untuk Penentukalaan Penguji Kekerasan

Keperluan ASTM E18 dan ISO 6508 untuk Pengujian Kekerasan Rockwell

Standard ASTM E18 dan ISO 6508 menetapkan tolok ukur global bagi ujian kekerasan Rockwell, dengan menetapkan peraturan ketat mengenai ketepatan, kebolehulangan, dan ketelusuran ujian-ujian ini. Dalam hal penentukalaan, kedua-dua standard ini menuntut toleransi yang sangat ketat: sekitar ±0.5 unit HR bagi bacaan kekerasan dan hanya variasi sebanyak 0.05 mm yang dibenarkan dalam pengukuran kedalaman lekukan. Makmal-makmal perlu menggunakan blok rujukan bersijil untuk memenuhi spesifikasi ini. Suhu juga penting—kebanyakan kemudahan mengekalkan suhu stabil di sekitar 23 darjah Celsius, dengan had toleransi ±5 darjah, bagi mengelakkan sebarang gangguan akibat perubahan haba yang boleh menjejaskan keputusan. Dokumentasi juga merupakan aspek penting di sini, kerana setiap penentukalaan mesti disertai rekod yang lengkap untuk menunjukkan bahawa ia dapat ditelusuri kembali kepada standard metrologi kebangsaan rasmi. Memeriksa peralatan secara berkala dengan menggunakan blok ujian piawai bukan sahaja merupakan amalan baik, malah merupakan keperluan utama bagi memastikan sistem pengukuran berfungsi dengan betul. Jika tidak, ralat boleh berlaku dan menyebabkan sijil bahan menjadi tidak sah sepenuhnya. Masalah dunia nyata menunjukkan kesan apabila syarikat-syarikat mengabaikan langkah-langkah ini. Sebilangan kilang pembuatan mencatatkan bacaan kekerasan yang menyimpang lebih daripada 4.3% apabila prosedur tidak diikuti, menyebabkan masalah besar dalam industri di mana ketepatan paling kritikal—seperti komponen penerbangan, bahagian kenderaan, dan operasi pemprosesan logam.