探讨一个刀刃测量硬度的误区

s1jack

传统上局淬或者其它具有分段硬度的刀，在测量刀刃硬度的时候，我看见国外和国内有部分刀匠直接使用硬度计去测量刀刃部分。我和某一个刀匠说过这个，大部分人认为差不多的，其实还是有差别的。


首先说常见洛氏测量的基本原理是：在核定负荷下，用高硬度统一标准的压头压入被测量物体，测量压痕残余深度得到硬度值。


通过不同的负荷、压头等划出各种HR*，咱们常用的是HRC。其计算公式HR=100-h/0.002，网上很多只写到这里，其实还有一句话，这个h是残余压痕深度，也就是主负荷的深度。实际深度还有一个预负荷的深度。


压头是120度的圆锥，压入的深度，同时也有体积，等于相同作用功下“凿”的坑的大小。所以，深度和体积是同时的存在的（正比但不是绝对1:1），不存在同一材料深度很大体积还小，或者体积不变，深度变化。


以下举例按常见刀具截面。设定为：
刀宽：40 mm 大平磨
刃口留厚：0.7 mm
厚度：6 mm
设定硬度为：60 HRC


这个是非常常见的规格，很多刀都在这个范围。


传统测量硬度刃口硬度，就是把刀直接放在平台上，然后直接测量。这时， 刀面是个斜面（相对压头）。按国标 GBT 230.*2002/2004/2012（这是年份）金属洛氏硬度试验标准，标准块平行度0.02/50 mm，平面度0.01，1部分试验要求试样表面光洁度要求不大于Ra 0.8um,试样厚度要求大于压痕深度10倍。


所以斜面是不行的，而且太薄了也不行的。国标下60HRC下要求最薄厚度0.8mm。


我用软件画了一下。

图中上面是错误测量方式，下面是标准方式。



这里是标准平行下的截面视图。



这个是斜着测量的截面视图。
这两者我按相同总负荷深度来画的，压痕深度按设计的60 HRC来的。总深度0.0916mm，残余压痕深度0.08mm。
斜着测量，其实很容易造成金刚石压头破损，造成硬度显示进一步上升。



这就是截面斜面图。


最后计算一下总面积/体积之差，也就是约在0.95左右。如果换成面积/体积相同计算的话，测量深度差距，然后也是约在0.95左右。
当然，还有一个事情，由于是斜角圆锥，所以受力时不均匀的，还会有一个误差。但是总的来说是降低了。


假设斜面打刃口硬度是60HRC
60*0.95=57 HRC


还有一个误差值，估算一下60*0.96=57.6 HRC。


如果刃口标称62HRC，实际也就在59HRC左右。


想要真正测量刃口硬度，正确的应该是用线切割等切片、平磨，然后保证厚度和光洁度下再测量。
每次硬度点还要在压痕直径4倍以上，实际不得小于2mm，要求严格会更高。而且，硬度计需要校准，前两次测量不计入数据。


这个可能有些得罪人，还好还好，已经习惯了。

sjsj

这才是专业的测量方法

晓月

楼主很用心，赞一个

aweilz1

技术性很强。这样的话可以把标称硬度值-3度作为真实值来参考。

小刀刻硬盘

对啊。测量硬度准的话必须平面。
我给花纹钢夹钢测硬度。
都要在刀胚状态，把皮铁磨掉，漏出芯钢去打硬度才是正确的。

yj86163144

春节期间又学到了一些知识，多谢多谢

1042070512

大师就是不一样，赞！

箫剑啸

楼主辛苦！学习了！这是个很容易令人忽视的知识。感谢楼主分享，祝新年快乐！

hard2worker

如果垫平呢？

s1jack

hard2worker 发表于 2017-1-28 09:33
如果垫平呢？

第一呢，一把刀的V角度是多少呢？即使数控机磨都不能保证角度完全一致，而且一般都是**度**分**秒这样，所以下面垫块垫不平。
第二呢，即使完全相对垂直，因为是斜的，所以会有一个斜的F分力。测量硬度本身就是0.000几的精度，肉眼也许看不出动没动，但微观上还是会动一点，就会有误差。
第三呢，金刚石头本身精度也是0.000几这样的水平，稍微歪一点，很容易导致金刚石压头损坏，导致测量硬度也会上升。

faith_xy

装甲等效厚度的即视感
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学习了