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    什么是鋼材表面粗糙度(光潔度),你真懂嗎?

    什么是鋼材表面粗糙度,你真懂嗎? 

    表面粗糙度對大部分參與滑動接觸的表面而言是非常重要的。因為磨損的原始速率及持續的性質等因素高度依賴這一特性。這些表面一般是承重面,而且需標識粗糙度以確保預計用途的適用性。


    許多零部件需要具有特定的表面加工結果,以便達成所要求的功能。例如烤漆前的汽車車體或曲軸或凸輪軸上的頸軸承。






    什么是表面粗糙度?



    表面粗糙度(Surface Roughness)就是我們日常測量中所說的面粗糙度,可以理解為在加工產品過程中細小間距和微小峰谷的不平整度。

    通常被定義為兩個波峰值或者兩個波谷指之間的微小距離(波距),在一般情況下波距都在1mm以內或者更小,也可定義為微觀輪廓的測量,俗稱微觀誤差值。


    綜上所說,大家可能已經有了一個關于粗糙度籠統的概念,那么下記內容是更詳細地進行了分析。


    我們一般評價粗糙度會有基準線,基準線以上最高點我們叫波峰點,基準線以下最低點叫波谷點,那么波峰和波谷之間的高度我們用Z來表示,加工產品的微觀紋理的間距我們用S來表示。


    通常情況下S值的大小在國家檢定標準里給了相關的定義:


    S<1mm 定義為表面粗糙度
    1≤S≤10mm 定義為表面波紋度


    中國國家計量檢定標準中規定:通常情況下用VDA3400、Ra、Rmax這三個參數來評價檢定表面粗糙度,計量單位通常用μm表示。




    評價參數的關系



    Ra定義為曲線平均算術偏差(平均粗糙度),Rz的定義為不平度平均高度,Ry定義為最大高度。微觀輪廓的最大高度差Ry在其他標準中也使用Rmax來表示。

    Ra、Rmax的具體關系還請參考下面的表格:


    表:Ra,Rmax參數對比(um)







    表面粗糙度是如何形成的?



    表面粗糙度的形成是由工件的加工過程引起的。而加工的方法、工件的材料,工藝過程都是影像表面粗糙度的因素。

    例如:放電加工時被加工零件表面出現放電凹凸點。

    加工工藝和零件材質有所不同,被加工零件表面留下的微觀痕跡也有各種差別,比如(疏密,深淺,形狀變化等)。




    表面粗糙度對工件的影響



    工件的耐磨性
    配合穩定性
    疲勞強度
    耐腐蝕性
    密封性
    接觸剛度
    測量精度
    ……
    鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。



    表面粗糙度的評價依據



    取樣長度

    各參數的單位長度,取樣長度是評價表面粗糙度規定一段基準線的長度。在ISO1997標準下一般使用0.08mm,0.25mm,0.8mm,2.5mm,8mm為基準長度。


    評價長度

    由N個基準長度所構成。零部件表面各部分的表面粗糙度,在一個基準長度上無法真實地體現出粗糙度真實參數,而是需要取N個取樣長度來評定表面粗糙度。在ISO1997標準下評定長度一般為N等于5。


    基準線

    基準線是評定粗糙度參數的輪廓中線。一般有最小二乘法中線和輪廓算術平均中線。
    【最小二乘法中線】是把測量過程中采集的點進行最小二乘法計算。
    【輪廓算術平均中線】在取樣長度內,使中線上下兩部分輪廓的面積相等。

    理論上最小二乘中線是理想的基準線,但在實際應用中很難獲得,因此一般用輪廓的算術平均中線代替,且測量時可用一根位置近似的直線進行代替使用。






    表面粗糙度如何獲得?




    表面粗糙度的評價在制造業中越發被重視。要研究表面粗糙度,需要使用專用的機器,即:

    表面粗糙度測量儀


    Formtracer Avant系列



    表面粗糙度測量機是以安裝高敏感性金剛石測針劃過表面,就像是留聲機的拾音器一樣。再將大規模波紋以及輪廓的小波長粗糙度從較長波長中分離出來,即測量儀做電子過濾。


    *測針型粗糙度測量儀特性的定義可參考ISO 3274:1996。


    測針式表面粗糙度測量儀的構成示意圖:


    大部分正確的、完整的表面粗糙度測量法,雖然都是使用專用的測量機,但在有的情況下,為了快捷且低成本操作也可以使用手持套裝工具測量,如下圖:


    粗糙度比較片是以鎳為基礎,以電鑄方式制成的樣本,用于金屬加工非常理想,屬于非常有效的輔助工具。

    操作者使用時只要以指甲在一組中的每一片表面都橫刮而過,尋找與被比較工件最接近的即可。有人會將這些模型組作為查詢表,但是值得注意的是,這并非材質標準。

    粗糙度測量機可以實現的功能不同,評價的方法不同,成本也各有高低。選型之前可以到專業的生產廠商進行咨詢,根據所需選擇最適合的機型。

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