Pinnankarheuden vaikutus Brinell-kovuusmittauksessa

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena on selvittää, vaikuttaako mitattavan kappaleen pinnankarheus Brinell-kovuusmittauksen tulokseen. Toimeksianto insinöörityölle tuli Ruukki Metals Oy:n tuotannon testauslaboratoriosta. Työn tavoitteena oli selvittää, syntyykö kovuusmittauksissa poikkeavia tuloksia, kun pinta on työstetty erilaisille pinnankarheuksille. Työn teoriavaihe muodostuu perehtymisestä kovuusmittaukseen menetelmänä sekä kovuusmittaukseen standardien näkökulmasta. Työssä tutustutaan pinnankarheuteen ilmiönä ja siihen, kuinka tuotannon testauslaboratorion automaattinen kovuusmittausasema käyttäytyy kovuusmittauksessa eri pinnankarheuksilla. Työssä selvitetään vallitsevat mittausolosuhteet, tutkitaan automaattisen kovuusmittausaseman suorittaman koneistuksen muodostama pinnanlaatu mitattavaan kappaleeseen sekä selvitetään mahdollisuutta tutkia, kuinka erilainen pinnankarheus vaikuttaa kovuustulokseen käyttäen vertailutestausta. Työn aikana tehdyissä kalibrointikappaleiden vertailutesteissä havaittiin mitattavan kappaleen pinnankarheuden vaikuttavan Brinell- kovuustuloksiin selvästi. Tuotantokappaleiden testeissä ilmiö ei toistunut samassa mittakaavassa. Tutkimustulosten analysoinnin perusteella voidaan todeta, että tuotantokappaleita testattaessa pinnankarheuden vaikutus on hyvin vähäinen Brinell-kovuusmittauksen tulokseen. Insinöörityössä havaittujen tutkimustulosten perusteella ei syntynyt tarvetta kehittää korjainasetuksia koneistusjäljen pinnankarheuden vaikutuksen minimoimiseksi.

The aim of this thesis was to investigate the effect of the measured surface roughness on the Brinell-hardness measurement results. The assignment for this final thesis came from the test laboratory of Ruukki Metals Oy. The instructions were to investigate whether the results of hardness measurements are different if the surface has been machined to a different surface roughness. The theoretical phase consists of learning about the hardness measurement methods and what the standards of hardness testing are, exploring the phenomenon of surface roughness and how the results from the automated tests are affected by materials with a different surface roughness. The work will determine the prevailing measurement conditions, the roughness of the surface that automated hardness testing machines create to test an object and the possibility to examine how a different surface roughness affects the result of the hardness measurement when compared with a reference test. During the comparison test phase of calibration objects it was observed that the roughness of a surface has an effect on the results of Brinell hardness testing. The production test phase did not indicate any difference in the same scale. After analyzing the hardness measurement results it can be concluded that the effect of the roughness of a surface is minor on the results of Brinell hardness testing. The test results observed in this work did not indicate the need to develop a correction method to minimize the effect of the surface roughness.