производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 9.4. Материалы для контрольно-измерительного инструмента

Измерительный инструмент предназначен для измерения линейных и угловых размеров, шероховатости поверхности, а также для определения твердости.

Измерительные инструменты должны обладать износостойкостью, что достигается за счет высокой твердости, и стабильностью размеров во времени. Для изготовления измерительного инструмента используют стали, твердые сплавы и алмазы.

Наиболее широко применяются стали, из них изготавливают концевые меры длины (измерительные плитки), а также скобы, шаблоны, калибры.

Высокая твердость сталей (55…65 HRC) достигается в результате закалки на первичную твердость, т.е. технология упрочнения заключается в закалке и низком отпуске. Высокая твердость возможна за счет получения мартенсита с высокой концентрацией углерода. Поэтому для изготовления измерительного инструмента применяют следующие стали:

  • X (111X15), 12X1, ХГ с содержанием углерода 1 % и более;
  • цементуемые стали 20, 20Х. Высокое содержание углерода достигается в поверхностных слоях в результате цементации;
  • среднеуглеродистые стали 50, 55. Они получают меньшую твердость, но более технологичны;
  • коррозионно-стойкие стали 40X13 для специального инструмента.

Для изготовления плоскопараллельных мер и калибров применяют стали X (ШХ15), 12X1, ХГ. Сталь ХГ содержит повышенное количество углерода (1,3... 1,5 %). Для получения однородной структуры инструменты из этих сталей подвергают предварительной термической обработке: нормализации при температурах 850…860 °С и последующему отпуску при 600“С длительностью 1 ч. При этом также устраняется и цементитная сетка, если она была в структуре.

Закалка сталей Х и ХГ осуществляется в масле с температур 840... 850 °С. Более высокий нагрев при закалке вызывает увеличение количества остаточного аустенита. Для измерительного инструмента (особенно плоскопараллельных мер) наличие аустенита в структуре недопустимо, потому что в процессе эксплуатации происходит его распад, вызывающий увеличение размеров инструмента. Кроме того, изменения размеров во времени могут происходить и за счет распада мартенсита, в котором уменьшается содержание углерода за счет выделения цементита, что приводит к уменьшению размеров.

Для предупреждения этих процессов с целью стабилизации структуры и размеров инструменты подвергают обработке холодом при температуре - 70° С — для устранения остаточного аустенита (см. подразд. 5.3.2), а затем длительному отпуску при температурах 120... 130 °С в течение 24...60 ч.

После шлифования перед полированием целесообразно производить повторный отпуск длительностью 2... 3 ч для устранения шлифовочных напряжений.

Скобы, шаблоны, лекала изготавливают из низкоуглеродистых (20, 20Х) или среднеуглеродистых (50, 55) сталей. Инструменты из сталей 20 и 20Х подвергают цементации, закаливают с температур 790... 810 °С в масле (сталь 20Х) или в воде (сталь 20). Отпуск проводят при температурах 150... 180°С в течение 2...3 ч. < Вследствие малой толщины превращения в цементованном слое: мало влияют на изменения общего объема инструмента, поэтому отпуск большей длительности не требуется.

Инструменты из сталей 50 и 55 подвергают закалке ТВЧ. Это позволяет получить меньшую деформацию и обеспечивает возможность правки. Отпуск выполняют при температурах 150... 180°С в течение 2...3 ч. Износостойкость сталей 50 и 55 меньше, чем цементуемых.

Сталь 40X13 применяют для специальных инструментов, которые должны обладать устойчивостью против коррозии. Термическая обработка: закалка от температур 950... 1000°С с охлаждением в масле и отпуск при температурах 120... 130°С длительностью от 12 до 50 ч. Получаемая твердость — 55...57 HRC.

Твердые сплавы обладают значительно большей твердостью и износостойкостью, чем инструментальные стали; они не претерпевают структурных превращений, т. е. обладают высокой стабильностью размеров во времени. Эти сплавы используют для изготовления плоскопараллельных мер длины; калибров; контактных элементов микрометрического инструмента — пяток, соединяемых со стальными деталями склеиванием. Измерительный инструмент не испытывает ни статических, ни динамических нагрузок, поэтому используются сплавы, обладающие высокой твердостью: низкокобальтовые и безвольфрамовые.

Алмазы используют в приборах контроля твердости, шероховатости поверхности, а также при активных методах контроля размеров.

При измерении твердости используют алмазные наконечники: для испытаний по методу Роквелла — конус с углом 120°; по Виккерсу — четырехгранную пирамиду с углом между гранями, равным 136°.

Определение шероховатости поверхности выполняется на профилометрах и профилографах. При этом происходит ощупывание (сканирование) поверхности острой иглой. Игла должна обладать весьма высокой износостойкостью, так как ее затупление приведет к искажению результатов контроля. Именно поэтому используют иглы с алмазной рабочей частью — кристаллом массой 0,01 ...0,02 карата с вершиной в виде конуса с углом 90°.

При активном контроле размеров в условиях автоматического производства используют измерительные наконечники с алмазной рабочей частью, которые изготавливают из кристаллов массой 0,05...0,3 карата.

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.