JPS62291540A - 押込硬さ測定方法および装置 - Google Patents

押込硬さ測定方法および装置

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JPS62291540A
JPS62291540A JP13699086A JP13699086A JPS62291540A JP S62291540 A JPS62291540 A JP S62291540A JP 13699086 A JP13699086 A JP 13699086A JP 13699086 A JP13699086 A JP 13699086A JP S62291540 A JPS62291540 A JP S62291540A
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JP
Japan
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indentation
load
indenter
depth
hardness
Prior art date
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Pending
Application number
JP13699086A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Abeno
阿部野 信行
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 主粟上皇程ル分■ 本発明は、圧子を微少荷重によって試験体に押し込み、
その押込深さから試験体の表面近傍の押込硬さを測定す
る押込硬さ測定方法および装置に関する。
徳来図技亙 試験体の硬度を測定する方法の1つに、三角錐等の形状
を有する圧子を試験体に押し込み、押し込む荷重および
その時の押込深さの関係から試験体の硬度を測定する方
法がある。その場合押込深さの検出方法として従来では
、圧子の先端が試験体に触れた状態を0位置として、そ
こからの変位量を押込深さとする方法が採用されている
全訓ガ簾次ρよ立上ユA澗1鬼 上記の方法では硬さが一様な試験体に圧子を押し込んだ
場合、押込荷重が一定であっても、v:、駿体の表面に
ある微少な凹凸の影響によって測定する位置が変わると
、検出される押込深さが異なってくる。つまり圧子の先
端が試験体の凸部に位置している場合には、凹部に位置
した場合に比べて押込深さが大きくなるという現象が現
れる。試験体の押込硬さは押込深さの2乗に反比例した
値であるため、凹凸の違いによって生じる押込深さの誤
差は、その誤差の比率の2倍の比率となって押込硬さに
現れてくるので、押込硬さの測定精度を上げようとする
場合には、押込深さに差異を生じさせる凹凸の影響を少
なくする必要がある。そのためには多点での測定を行い
平均値を求める必要があった。
本発明は上記問題を解決するために発案されたもので、
小数の個所での測定により、精度の良い押込硬さの測定
値を得ることのできる押込硬さ測定方法および装置を提
供することを目的としている。
ロー占を7ンするための 上記目的を達成するため本発明の押込硬さ測定方法は、
圧子にかける押込荷重の増加により圧子が試験体に押し
込まれる押込深さの増加率が試験体の表面の凹凸に影r
2されなくなる押込荷重をPlとし、P2をPlより充
分大きい押込荷重とする時、圧子をPlの押込荷重で試
験体に押し込む第1の押込工程と、第1の押込工程によ
り圧子が試験体に押し込まれた第1の押込深さを検出す
る工程と、第1の押込工程から荷重を増してP2の押込
荷重で圧子を試験体に押し込む第2の押込工程と、第2
の押込工程により圧子が試験体に押し込まれた第2の押
込深さを検出する工程と、第1の押込深さと第2の押込
深さおよびPlの押込荷重とP2の押込荷重とから試験
体の押込硬さを算出する演算工程とを備える。
本発明の押込硬さ測定装置は、圧子にかける押込荷重の
増加により圧子が試験体に押し込まれる押込深さの増加
率が試験体の表面の凹凸に影響されなくなる押込荷重を
Plとし、P2をPlより充分大きい押込荷重とする時
、圧子を試験体に押し込む荷重を発生する押込荷重発生
部と、この押込荷重発生部が発生する荷重により圧子が
試験体に押し込まれる押込深さを検出する押込深さ検出
部と、押込荷重発生部の発生する荷重をPlの押込荷重
およびP2の押込荷重に設定する荷重設定部と、Plの
押込荷重およびPlの押込荷重から荷重を増したP2の
押込荷重の各荷重で圧子を試験体に押し込み、これら2
つの押込荷重に対応して押込深さ検出部から出力される
第1の押込深さおよび第2の押込深さとPlの押込荷重
およびP2の押込荷重とから試験体の押込硬さを算出す
る演算手段とを備える。
朗 圧子の押込荷重の増加と圧子の押込深さの増加の比率は
、荷重が小さな範囲では試験体の表面にできている凹凸
のどの個所に圧子の先端が位置しているかにより異なる
が、押込荷重が大きい範囲では、試験体の表面の状態に
殆ど影響されない。
そのため凹凸のm5 ?i7を受けることが少なくなる
Plの押込荷重で圧子を試験体に押し込んだ時の圧子の
第1の押込深さと、それより充分大きい値のP2の押込
荷重によって圧子を試験体に押し込み、その時の第2の
押込深さとに基づき、押込荷重の極めて小さい領域にお
いて発生した誤差を補正する演算により試験体の押込硬
さを算出する。
1崖劇 第1図は本発明の押込硬さ測定装置の一実施例を示す概
略図である。図において圧子20を、上下に動くことが
可能な状態で支持する案内部63には、圧子20に押込
荷重をかけるための荷重レバー62の一端と、試験体1
1を圧子20の直下に移動させる時、圧子20を釣り上
げておくための釣上レバー61とが連結されている。荷
重レバー62の他端は、荷重発生部であって流れる電流
に比例して上向きの力を発生するフォースコイル40に
接続されている。
釣上レバー61を凸部52を介して上下に移動させる釣
上板51の一端は支点511により支えられ、略中央は
、モーター54によって回転する偏芯カム53により、
下方から持ち上げられている。つまりモーター54の回
転によって偏芯カム53が53aの位置にきた時には、
支点511を中心にして釣上板51aが上方に移動する
ので、凸部52aを介して釣上レバー61aは持ち上げ
られることとなり、圧子20は試験体11から離れる。
圧子20近くの案内部631には、押込深さ検出部とし
ての差動トランス30が取り付けられている。
第2図は電気的構成を示すブロック線図である。
荷重設定部72からの信号が接続された制御手段73か
らの押込荷重を設定する信号は、駆動回路71を介して
フォースコイル40に導かれ、押込荷重を表示する信号
は荷重表示部81に送出されている。また制御手段73
からは押込荷重とタイミングを示す信号が演算手段75
に向けて出力されている。
第1図に示す圧子20の変位量、つまり押込深さを検出
する差動トランス30の出力は、入力回路74を介して
演算手段75に導かれ、その出力は押込硬さ表示部82
および押込深さ表示部83の各々に接続されている。
第3図は押込荷重と押込深さとの関係を示す説明図であ
る。1つの試験体11についての押込荷重Pと押込深さ
Dとの関係は、押込硬さをH1圧子20の形状によって
定まる定数をKとするととなる。つまりP−D曲線Rは
放物線である。この曲線Kにおいて原点付近は、試験体
11の表面の凹凸の影響により誤差が生じるので、その
誤差の影響の少なくなるpiの押込荷重と、Plより充
分大きいP2の押込荷重との2つの押込荷重に着目し、
その時の各々の押込深さを第1の押込深さDl、第2の
押込深さD2とする。この時である。表面の凹凸による
誤差をΔDとすると、ΔDは押込荷重の極めて小さい範
囲でのみ発生するので、第1の押込深さDlと、第2の
押込深さD2とは共に等しい誤差ΔDを共有していて、
真の押込深さはそれぞれ I)la=D1+ΔD D2a=D2+ΔD であり D2a−Dla −(D2+ΔD)−(DI+ΔD) =D2−DI となることから、第1の押込深さDlと第2の押込深さ
D2との差が変数となるように上記の式を変形すると以
下のようになる。
上記の式を第1式とする。
第1図、第2図に戻り、以下に本発明の押込硬さ測定方
法の一実施例および押込硬さ測定装置の動作について説
明する。
荷重設定部72により、試験体11のおおよその硬さお
よび表面の凹凸の程度に応じて、Plの押込荷重とP2
の押込荷重とを設定し、制御手段73に記↑αさせる。
モーター54を回転させて圧子20を上昇させ、試験体
11を所定の位置に置いて後、圧子20をその表面に触
れる高さまで下降させる。
フォースコイル40がPlの押込荷重を発生するように
、制御手段73は駆動回路71に信号を送る。
すると圧子20は試験体11に押し込まれ、その押し込
まれた第1の押込深さDlは、差動トランス30によっ
て検出され、入力回路74を介して演算手段75に記憶
される。同時に演算手段75は制御手段73からの信号
によってPlの押込荷重を記憶する。
次にP2の押込荷重について上記と同様の動作、つまり
P2の押込荷重の発生と、第2の押込深さD2の検出と
が続き、それらの各値は演算手段75に記憶される。測
定完了の信号が制御手段73から出力されると、演算手
段75は第1式に示す演算を行い演算結果を出力する。
押込硬さ表示部82はその値の表示を行う。
発匪q洟果 本発明の押込硬さ測定方法および装置は、圧子にかける
押込荷重を増加した時、圧子が押し込まれる押込深さの
増加率が試験体の表面の凹凸に影響されな(なる押込荷
重と、この押込荷重より充分大きい押込荷重とを設定し
、各荷重における押込深さを基として、押込荷重が極め
て小さい範囲で発生した誤差を補正する演算を行うこと
により押込硬さを算出するようにしたので、小数の個所
での測定により精度の良い押込硬さの測定値を得ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の押込硬さ測定装置の一実施例を示す概
略図、第2図は電気的構成を示すブロック線図、第3図
は押込荷重と押込深さとの関係を示す説明図、第4図は
試験体11の表面の凹凸によって発生する誤差により、
押込深さと押込荷重との関係を示す曲線が理論値からず
れる様子を示す説明図である。 11・・・試験体、 20・・・圧子、 30・・・押込深さ検出部、 40・・・押込荷重発生部。 特許出願人    株式会社島津製作所代理人 弁理士
  大 西 孝 治 才1め腫成深Σ 才29押込派乏 第3図 手続補正S<方式) 1.事件の表示  昭和61年特許願第136990号
2、 発明の名称  押込硬さ測定方法および装置3、
補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 京都市中京区河原町通二条下ルーツ船大町37
8番地 氏 名(199)株式会社 島津製作所代表吉 西へ條
 實 4、代理人 住所 大阪市東区内本町橋詰町36番地の16、  ?
di正により増加する発明の数  07、補正の対象 
 明II書の「図面の簡単な説明1の掴8、補正の内容

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧子を試験体に押し込み、その押込深さから前記
    試験体の押込硬さを測定する押込硬さ測定において、前
    記圧子にかける押込荷重の増加により前記圧子が前記試
    験体に押し込まれる押込深さの増加率が前記試験体の表
    面の凹凸に全くあるいはあまり影響されなくなる押込荷
    重をP1とし、P2をP1より充分大きい押込荷重とす
    る時、前記圧子をP1の押込荷重で前記試験体に押し込
    む第1の押込工程と、第1の押込工程により前記圧子が
    前記試験体に押し込まれた第1の押込深さを検出する工
    程と、第1の押込工程から荷重を増してP2の押込荷重
    で前記圧子を前記試験体に押し込む第2の押込工程と、
    第2の押込工程により前記圧子が前記試験体に押し込ま
    れた時の第2の押込深さを検出する工程と、第1の押込
    深さと第2の押込深さおよびP1の押込荷重とP2の押
    込荷重とから前記試験体の押込硬さを算出する演算工程
    とを備えたことを特徴とする押込硬さ測定方法。
  2. (2)圧子を試験体に押し込み、その押込深さから前記
    試験体の押込硬さを測定する押込硬さ測定において、前
    記圧子にかける押込荷重の増加により前記圧子が前記試
    験体に押し込まれる押込深さの増加率が前記試験体の表
    面の凹凸に全くあるいはあまり影響されなくなる押込荷
    重をP1とし、P2をP1より充分大きい押込荷重とす
    る時、前記圧子を前記試験体に押し込む荷重を発生する
    押込荷重発生部と、この押込荷重発生部が発生する押込
    荷重により前記圧子が前記試験体に押し込まれる押込深
    さを検出する押込深さ検出部と、前記押込荷重発生部の
    発生する荷重をP1の押込荷重およびP2の押込荷重に
    設定する押込荷重設定部と、P1の押込荷重および、P
    1の押込荷重から荷重を増したP2の押込荷重の各荷重
    で前記圧子を前記試験体に押し込み、これら2つの押込
    荷重に対応して前記押込深さ検出部から出力される第1
    の押込深さおよび第2の押込深さとP1の押込荷重およ
    びP2の押込荷重とから前記試験体の押込硬さを算出す
    る演算手段とを備えたことを特徴とする押込硬さ測定装
    置。
JP13699086A 1986-06-11 1986-06-11 押込硬さ測定方法および装置 Pending JPS62291540A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5284049A (en) * 1991-04-10 1994-02-08 Matsuzawa Seiki Kabushikikaisha Indentation hardness tester
JP2009079924A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Mitsutoyo Corp 押込み試験機及び押込み試験方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53149378A (en) * 1977-06-02 1978-12-26 Nissan Motor Hardness testing method and hardness testing apparatus

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