Durometri Leeb - strumenti per prove di Durezza
Per misurare la durezza di un materiale, il durometro effettua su di esso una penetrazione, lasciando sul punto testato un'impronta (detta testimone).
La prova può essere definita un test non distruttivo, in quanto l'oggetto in esame potrebbe mantenere la propria integrità e funzionalità. Il durometro lascia comunque un'impronta, pertanto va' usato, o in aree dove il testimone non dia fastidio, oppure su appositi provini realizzati con lo stesso materiale da testare.
È importante notare che la prova non può essere ripetuta nella stessa posizione (o anche in prossimità di altri testimoni): infatti la superficie in prossimità di un testimone viene geometricamente e strutturalmente modificata e la ripetizione della prova comporterebbe grossi errori di misura.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO:
Il principio di funzionamento dei durometri è pressoché identico per la varie tipologie: una punta (detta penetratore) di forma varia, viene spinta con una forza nota contro il materiale da testare, a seconda della durezza del materiale e inversamente proporzionale ad essa, questo penetrerà per una certa profondità. Misurando la profondità di penetrazione o la dimensione dell'impronta si ha l'indicazione della durezza del materiale.
Durometro con Scala Shore
La scala Shore è pensata per testare la durezza degli elastomeri o dei plastomeri (esempio gomma o plastica). Il penetratore esercita relativamente poca forza, in quanto basta poco per ottenere una penetrazione rilevabile. Per il rilievo di durezze in questa scala sono sufficienti strumenti relativamente semplici, come ad esempio durometri manuali a quadrante.
Scala Brinell
La scala Brinell è pensata per testare metalli non eccessivamente duri. Il penetratore è costituito da una biglia d'acciaio ad alta resistenza. Il valore di durezza è ricavato come rapporto tra la forza esercitata e la superficie dell'impronta del testimone (quest'ultima proporzionale alla penetrazione della sfera).
Per il rilievo di durezze nella scala Brinell è necessario:
- un durometro vero e proprio per generare l'impronta;
- un microscopio munito di un reticolo graduato, oppure una telecamera per misurare le dimensioni dell'impronta.
Scale Rockwell
Le scale Rockwell sono pensate per testare i metalli. L'unità di misura è una scala convenzionale ricavata direttamente dalla profondità che ha raggiunto il penetratore, quando spinto con una certa forza nel materiale da testare.
Sono usate sostanzialmente due tipi di scale:
- scala B, usata per metalli morbidi, con un penetratore costituito da una sfera di acciaio indurito del diametro di 1/16 di pollice;
- scala C, usata per i metalli duri, con un penetratore costituito da un diamante a punta conica con un'apertura di 120°.
Questa metodologia è molto pratica in quanto, il durometro, oltre a generare l'impronta, ne misura la profondità, presentandone immediatamente la misura nella scala ingegneristica.
Scala Vickers
La scala Vickers è pensata per testare metalli anche molto duri. Il penetratore è costituito da un diamante. Come per la scala Brinell, il valore di durezza è ricavato come rapporto tra la forza esercitata e la superficie dell'impronta del testimone.
Anche per il rilievo di durezze nella scala Vickers è necessario:
- un durometro per generare l'impronta;
- un microscopio con reticolo graduato per rilevare le dimensioni dell'impronta e verificare l'integrità della punta del penetratore.
Oltre alla scala "Vickers" tradizionale esiste anche un'altra tipologia di prova "Vickers" utilizzando lo stesso penetratore ma applicando carichi più ridotti; il valore di durezza si ricava nella stessa maniera della scala "Vickers" tradizionale. Normalmente le prove di durezza in "microVickers" vengono effettuate su materiali molto duri ma estremamente sottili, per testare la durezza di trattamenti superficiali(cromatura,nichelatura ecc.).
[Fonte: Wikipedia]
TEST DI DUREZZA A RIMBALZO - DUROMETRI LEEB
Il test di durezza a rimbalzo Leeb è uno dei metodi più utilizzati per misurare la durezza dei metalli. Questo tipo di test è utilizzato per la misura della durezza su pezzi in lavorazione piuttosto grandi.
Il metodo di prova della durezza a rimbalzo tipo Leeb è stato sviluppato nel 1975 da Leeb e Brandestini alla Proceq SA per fornire un durometro portatile per metalli. E' stato sviluppato come alternativa ai tradizionali metodi di misura della durezza, spesso complicati e ingombranti. Il primo misuratore di durezza che sfrutta il principio Leeb del rimbalzo fu chiamato "Equotip", un termine che ancora oggi è usato come sinonimo per il test di durezza a rimbalzo in scala Leeb.
Le prove di durezza tradizionali, come le prove Rockwell, Brinell o Vickers, sono stazionarie, cioè vengono allestite postazioni di lavoro fisse nei laboratori dell'impianto di produzione. La maggior parte delle volte, questi metodi vengono utilizzati in modo selettivo e distruttivo. I campioni vengono "tagliati" da parti selezionate del pezzo in produzione e misurati in laboratorio. I valori di durezza del campione vengono estesi all'intero gruppo da cui il campione viene prelevato. La portabilità dei durometri a rimbalzo può, a volte, aiutare per ottenere misure di durezza più accurate ed estese senza distruggere il pezzo su cui si effettua la prova. Questo vantaggio semplifica i processi di produzione e aiuta a contenere i costi.
Vantaggi
A differenza dei metodi tradizionali, in cui la forza è applicata uniformemente, il metodo dinamico applica un carico istantaneo. Una prova di durezza a rimbalzo si effettua in soli 2 secondi e utilizzando la sonda ad impatto tipo D (per la maggior parte delle applicazioni) viene lasciata una impronta di soli 400/500 micron su un acciaio con durezza di circa 600HLD contro un impronta di 3mm per la prova Brinell (durezza circa 400HBW 10/3000) con un tempo di prova di almeno 15 secondi più il tempo necessario alla misura dell'impronta.
Tipi di sonde e applicazioni
I durometri a rimbalzo per la misura della durezza dei metalli hanno, per la maggior parte, la possibilità di sostituire la sonda con modelli più adatti alle esigenze. Quelli presentati qui sono i modelli più diffusi, che possono coprire la maggior parte delle applicazioni.
Volendo dare una descrizione alle sonde, si potrebbero definire come segue:
• Sonda tipo D: universale standard, ricopre la maggior parte delle applicazioni
• Sonda tipo DC: molto corta per aree ristrette, per la misura ad esempio dell' interno di fori o cavità. Apparte la lunghezza, ha le stesse caratteristiche della sonda tipo D.
• Sonda tipo D+15: con una superficie di contatto ridotta, con la bobina di misurazione spostata più in alto. Viene utilizzata per la misura nei solchi o in cavità.
• Sonda tipo DL: con la superficie di misura estremamente fine, utile per misurare ad esempio piccole saldature o i denti di un ingranaggio.
• Sonda tipo C: a basso impatto (l' energia di impatto è circa il 25% della sonda tipo D), per permettere la misura di parti molto fini o poco pesanti e comunque di parti sensibili ad una maggiore forza di impatto del dardo.
• Sonda tipo G: ad alta forza di impatto, è l' esatto opposto della sonda tipo C, e ha una forza di impatto di circa 9 volte quella della sonda tipo D. Può essere utilizzata per pezzi non sufficientemente lavorati, con una alta rugosità, ma può esprimere la misura solo in Brinell (max circa 650HB).
• Sonda tipo E: da utilizzare per campioni con una elevata durezza, utilizza un dardo al diamante sintetico al posto del solito carburo di tungsteno, può misurare durezze fino a 1050 HV
Misurare la durezza di un metallo con i durometri a rimbalzo è molto comodo in quanto permette di effettuare il test direttamente sui pezzi in lavorazione, anche molto grandi, senza la necessità di portare un campione in laboratorio. Inoltre è possibile effettuare la misura da qualsiasi angolazione e, a seconda della sonda utilizzata, addirittura entro cavità o parti realmente poco accessibili.
Nonostante la comodità di questo tipo di test, è necessario che il campione su cui effettueremo il test risponda a determinate caratteristiche, che dipendono dal tipo di sonda utilizzata:
Non deve presentare una eccessiva rugosità superficiale.
Il provino deve avere un peso e uno spessore idonei.
Il campione deve avere un raggio di curvatura superiore ai 30mm (50mm se si utilizza una sonda di tipo G). In caso contrario è necessario utilizzare gli anelli di supporto. Gli anelli di supporto servono per utilizzare i durometri a rimbalzo all' interno o all' esterno di cilindri o parti sferiche.
Sinergica è in grado di fornire durometri professionali Leeb e durometri analogici shore.
