超聲波硬度是以壓縮聲的形式傳遞到零件表面進(jìn)行加工的一種硬度測量方法，其主要原理是利用超聲波震動產(chǎn)生二次空化現(xiàn)象，從而產(chǎn)生的二次空化效應(yīng)是在材料表面發(fā)生一系列的微裂紋擴(kuò)展事件，即產(chǎn)生塑性變形。產(chǎn)生塑性變形的原因有很多，主要有：金屬表面與基體間相互摩擦；金屬本身產(chǎn)生塑性變形；金屬表面發(fā)生損傷等因素都會導(dǎo)致塑性變形。塑性變形一般以壓痕為主并伴隨一定程度的撕裂、穿孔和剝落；另外一些材料在應(yīng)力作用下會發(fā)生脆性斷裂。因此為了避免脆性斷裂現(xiàn)象的發(fā)生和避免材料進(jìn)一步的收縮而產(chǎn)生塑性變形并使其失去應(yīng)有的韌性就需要在一定溫度范圍內(nèi)施加一定壓力讓塑性變形得以恢復(fù)。而使用超聲波進(jìn)行硬度檢測可以很好地避免上述情況。

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一、作用原理

超聲波硬度的檢測方法主要是利用材料（如金屬、陶瓷等）作為介質(zhì)，在超聲波作用下在基體內(nèi)發(fā)生二次空化現(xiàn)象從而引起微裂紋擴(kuò)展的方法。這種微裂紋擴(kuò)展是在材料內(nèi)部而不是在其表面產(chǎn)生的。二次空化現(xiàn)象就像一系列微裂紋進(jìn)行擴(kuò)展，此時超聲會產(chǎn)生足夠大的壓力，這種巨大的壓力就會造成基體內(nèi)部的金屬被壓碎，從而出現(xiàn)所謂的壓痕。對于脆性金屬表面還可以形成一層氧化膜，這樣就會使這些微裂紋逐漸擴(kuò)展并向金屬外層擴(kuò)展，最終導(dǎo)致這種薄膜開裂。如果金屬與基體之間有間隙可以通過將基體注入間隙形成縫隙相來進(jìn)行彌補(bǔ)（注意不是向完全閉合的縫隙）。由于這種間隙存在于兩種材料之間并且只在材料內(nèi)部發(fā)生作用，因此也稱為缺陷。當(dāng)超聲波頻率到達(dá)目標(biāo)物體時會產(chǎn)生聲波回聲從而獲得了硬度值，由于二次空化將聲波帶入材料內(nèi)部使其回聲變?yōu)槁晧杭墸纱丝梢源_定樣品表面的硬度值和硬度狀態(tài)（如：表面硬度、基體硬度、裂紋擴(kuò)展程度、開裂速度等）。

二、適用范圍

超硬材料檢測：金屬材料的硬度檢測。一般不適用于大尺寸及復(fù)雜形狀的零件檢測，以及材料與孔等孔接觸部位。對于微小的塑性變形，則可通過超聲強(qiáng)度測試，從而判斷其硬度。對于形狀復(fù)雜的金屬零件，如模具、大型工件，則可通過對材料進(jìn)行化學(xué)成分和熱處理等工藝過程以及硬度值來判斷其硬度。由于硬度值比較小，所以可采用單點或多點取樣，檢測方法有多種，根據(jù)具體情況選擇合適的取樣方法工件硬度測試：可用于各種形狀及復(fù)雜形狀零件硬度檢測，比如零件表面有棱角、凹陷、凸臺、凹槽等情況或要求硬度值較大時可采用硬度檢測；工件硬度檢測：可用于金屬精密零件硬度檢測，比如各種精密沖床零件。

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三、使用方法

超聲波探頭固定在工件上，探頭可轉(zhuǎn)動，也可安裝在模具上。使用時只需把探頭放在工件表面即可，因為要進(jìn)行超聲測試可以直接測量工件各個部位的硬度參數(shù)并自動生成測試報告。檢測時可以調(diào)節(jié)探頭的轉(zhuǎn)動角度，也可以改變探頭上的壓力，使探頭處于理想范圍之內(nèi)，提高儀器測量精度和檢測效率。硬度測試要保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確客觀，因此我們應(yīng)對測試設(shè)備進(jìn)行合理設(shè)計并且具有很好的穩(wěn)定性，以便確保工作人員安全完成工作。由于測量設(shè)備本身存在一定危險因素，因此最好配備具有較強(qiáng)防爆能力、抗干擾能力和抗機(jī)械沖擊能力的高精度防爆型檢測設(shè)備。在測量過程中，我們要保證檢測設(shè)備穩(wěn)定工作，并始終保持一個良好的工作狀態(tài)，以防止受到外來因素干擾影響工作結(jié)果，因此應(yīng)對測試設(shè)備采用必要的防護(hù)措施（如絕緣手套、防靜電眼鏡、隔離罩、防震泡沫罩等）以保證其安全穩(wěn)定工作。對需要進(jìn)行超聲測試設(shè)備檢測的用戶而言，使用設(shè)備前需要對設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)了解、熟悉使用要求、檢查設(shè)備各項性能是否符合技術(shù)規(guī)范要求等。

蘇州思艾博自動化自主研發(fā)的螺紋、硬度和位置多合一檢測設(shè)備，可以檢測工件的螺紋孔是否合格、硬度是否打標(biāo)、位置是否正確。多工位合一，大大提高了檢測效率。