Collaudo dei durometri in produzione (11/08/2021)
Corso introduttivo sulle prove di collaudo, sulle procedure interne applicate, riferimenti alle normative vigenti e presentazione delle scale di misura della durezza. Il corso è suddiviso in tre parti.
- Introduzione al collaudo, concetti base – Lezione 1 (8 min);
- Riferimenti a normative e procedure interne, scale -Lezione 2 (17:52 min)
- Durezza Vickers, Rockwell, errori e ripetibilità, altri metodi di prova e IDL varie – (13:05 min)
Collaudare significa effettuare controlli per verificare che il particolare sia conforme alle specifiche richieste dal cliente. Si possono fare controlli soggettivi, cioè dei controlli a vista oppure dei controlli oggettivi utilizzando cioè delle strumentazioni. Quest’ultimi si distinguono in:
– controlli diretti: i valori sono i risultati esatti
– controlli indiretti: i risultati sono rielaborati dallo strumento di misura; i durometri ad esempio misurano deformazioni provocate da un carico che poi vengono rielaborate dallo strumento e forniscono i valori delle durezze.
Durante la misurazione si commettono errori sistematici, che è uno spostamento costante dal valore vero, ed errori casuali dovuti ad esempio dall’operatore.
Importante la definizione di certi parametri che stabiliscono i criteri di accettabilità delle misurazioni:
Accuratezza: scostamento del valore medio misurato dal valore vero.
Precisione: dispersione dei valori intorno al valore medio
Norme UNI che regolano le prove di durezza: prove Rockwellà UNI 6508; prove Vickers à UNI 6507
Norme interne STAV per le verifiche di durezza:
PQ 03: descrive le procedure per la verifica degli strumenti e la frequenza a cui devono essere sottoposti gli strumenti di collaudo. Devono essere eseguite 3 verifiche la settimana (lun-mer-ven) con provini di riferimento certificati. Inoltre annualmente viene eseguita una verifica degli strumenti da un ente esterno certificato Accredia che fa una verifica indiretta, come quella eseguita in STAV, e una verifica diretta per verificare che il carico applicato sia effettivamente quello riportato dalla normativa.
PQ 013: descrive le modalità di utilizzo dei durometri. La superficie deve essere pulita priva di grassi, lisca, piana e perpendicolare al penetratore, i particolari devono essere bloccati, la temperatura di lavoro deve essere tra i 10°C e i 35°C.
Le prove di collaudo possono essere di vario tipo.
PROVE DI TIPO STATICO: basate sulla misura dell’impronta lasciata da un penetratore opportunamente caricato con un certo peso -> misure Rockwell, Vickers, Brinell.
PROVE DI RIMBALZO: si misura l’altezza di rimbalzo o la velocità e da questi si risale alla durezza. È il principio di funzionamento degli strumenti tipo EQUOTIP.
MTR: misura la durezza mediante una resistenza elettrica
PROVE DI RIGATURA: danno un’idea di maggiore o minore durezza rispetto all’oggetto che graffia (prova della lima)
DUREZZA: resistenza di un materiale alla penetrazione di un corpo più duro. Si misura la deformazione permanente che il materiale ha subito da cui si ricava il valore di durezza. Scale di durezza: Rockwell, Vickers, Brinnel.
Durezza Rockwell
- Penetratore di forma conica in diamante.
- Per acciai duri temprati
- Agendo sulla leva, la punta applica un precarico di 10 Kg per 1-2 sec, poi il carico aumenta fino a 150 Kg per scala HRC, 60 Kg per HRA
- Dopo 4-5 secondi si lascia la leva.
- La misura rilevata si basa sulla differenza di profondità dell’impronta tra prima e dopo l’applicazione del carico.
- La distanza tra due impronte non deve essere inferiore a 2 mm.
- Se si misurano particolari cilindrici prima si applica un fattore di correzione che dipende dal diametro del pezzo e solo successivamente, se necessario, si può convertire il valore di durezza ottenuto in un’altra scala.
- Se le dimensioni dei pezzi sono inferiori si deve ridurre il carico ed effettuare prove con durometri in scala HRA o durometri HV.
Durezza Vickers
- Penetratore di forma piramidale in diamante.
- Si utilizza dopo nitrurazione ionica o gassosa, per particolari più delicati, quando la superficie è ridotta oppure si può deformare con altri carichi.
- Il carico applicato può variare da 0.05 kg e 30 kg (si indica con HV1 se si applica 1kg; HV0.5 se si applica 0.5kg).
- Il valore della durezza Vickers si ottiene dalla misura delle due diagonali dell’impronta che ha forma piramidale a base quadrata.
Quando si eseguono misurazioni di durezza si valutano i seguenti parametri.
ERORRE: differenza tra il valore medio misurato e il valore nominale del provino certificato.
RIPETIBILITA’: differenza tra il valore massimo e il valore minimo rilevato.
Le norme UNI prevedono di fare 2 misure preliminari per assestare il tutto e procedere quindi facendo 5 misure per ogni blocchetto di riferimento, calcolare errore e ripetibilità.
Errore ammesso per HV dipende in quale range effettuiamo la misura:
800-1000 HV1 à errore ammesso del 6%
500-700 HV1 à errore ammesso del 5%
200-400 HV1 à errore ammesso del 4%
Il limite di ripetibilità della prova Vickers è indicato nella norma UNI EN ISO 6507-2
Errore ammesso per durezza Rockwell: ± 1.5 HRC e ± 1.5 HRA
Se la durezza misurata eccede 0.5 HRC anche se conforme si deve comunque segnalare al responsabile.
Il limite di ripetibilità della prova Rockwell è indicato nella norma UNI EN ISO 6508.
Rip max: 0.8 unità Rockwell
Durezza Brinnel
- Il penetratore è una sfera di acciaio temprato
- Carico: 187 kg o 3000 kg
- Diametro impronte convertito in misura di durezza HB
- Usata per basse durezze.
DUROMETRO A RIMBALZO – EQUOTIP
Una testina sferica in carburo di tungsteno viene proiettato da una molla sulla superficie da testare. La velocità di impatto e di rimbalzo viene misurata a 1 mm dalla superficie e dalla loro differenza si ricava la misura della durezza (convertita in scala Rockwell). La massa deve essere > 5 kg per evitare che l’energia della sfera sia assorbita da movimenti dell’oggetto. Le misurazioni devono essere eseguite su superfici stabili anche a terra.
DUROMETRO A RESISTENZA – MTR
Penetratore in diamante di forma conica, ha un sottile strat di materiale conduttore. Arriva a carichi fino a 10 – 15 kg. Il valore della resistenza elettrica misurato dipende da quanto è penetrato il cono di diamante e quindi dalla durezza del materiale. Permette misurazioni su particolari dalle geometrie cilindriche o dentro camme.
