JPS6315139A

JPS6315139A - ひつかき硬さ試験装置

Info

Publication number: JPS6315139A
Application number: JP15880586A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Takahashi; 高橋　光之; Kosuke Oshio; 大塩　広介
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-08
Filing date: 1986-07-08
Publication date: 1988-01-22

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はひりかき硬さ試験装置に係り、特に金属単結晶
材料のひりかき硬さ試験に適する装置に関する。

（従来の技術）例えば金属単結晶体はすべる面や方向が限定されてあり
、所謂る異方性を示しひっかき硬さについても顕著な異
方性が認められる。ところで上記金属単結晶体について
の加工や実用に際しては被剛性や耐摩耗性が一つの目安
となり、これら被剛性などに関連した硬さの異方性の測
定が行なわれている。しかしてこの硬さ試験は菱形のダ
イヤモンド製四角錐圧子を用い試験面にくぼみをつけた
ときの荷重と、前記くぼみの対角線の長さとから硬さを
求める押し込み硬さ試験法の一つであるヌープ硬さ試験
法にてよっている。即ち第７図に斜視的に示す如く、被
測定物（１）の試験面（１ａ）を円周方向に等間隔をも
ってヌープくぼみ（２）を先ず形設し、このヌープくぼ
み（２）の対角線の長さａと上記ヌープくぼみ（２）を
形設した荷重ｐとから次式によってヌープ硬さを求めて
いる。第８図は銅単結晶体の（１１１）面についてのヌ
ープ硬さの測定値を示したものである。

上記ヌープ硬さ試験法による異方性の測定は例えばビッ
カース硬さなど他の硬さ試験法に較べて簡易であるが、
くぼみの対角線長さが一般に不鮮明であるため測定にお
いて個人誤差が生ずると云う欠点がある。またヌープく
ぼみ形設に際して。

隣接するくぼみの変形域による硬さへの影響を避けるた
めに測定点の間隔（くぼみ形設点の間隔）を十分大きく
とると測定が粗になり精度の点で問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）従って本発明は単結晶体などの硬さの異方性を容易に且
つ精度よく測定、評価し得るひりかき硬さ試験装置を提
供しようとするものである。

〔発明の構成〕（問題点を解決するための手段）本発明においては先端テーパ付の触針に所要の荷重を加
え回転する被測定物の試験面をひっかく手段、前記によ
ってひっかき形設した溝（条痕）を略直交する方向に前
記触針を移動させてその触針の上下動によって上記溝の
断面を高精度に測定する手段、および上記溝の断面測定
を任意の角度間隔で行なう手段を具備し、前記ひっかぎ
形設した溝の幅乃至直交方向の断面形状とひりかき時の
荷重との関係でひっかき硬さを測定することを要旨とす
る。

（作用）本装置によれば回転する被測定物の試験面に荷重を加え
た先端テーパ付の触針を対接すると試験面円周状のひっ
かき条痕（溝）が先ず形設される。しかして前記形設さ
れるひっかき溝はその試験面の異方性などに対応して深
く、＠広く、或いは浅く幅挾な部分が存在する。従って
上記形設した溝について円周方向に適宜間１をおいてそ
の溝幅乃至溝の断面形状を正確に測定し得れば異方性な
ども容易に且つ高精度に測定できることになる。

本装置によれば上記触針がひっかき溝を幅方向に対接移
動したときの微小な上下動を電気信号に変え高精度に溝
幅が測定されるため、再現性よく。

且つ正確にひっかき硬さの測定乃至試験を行ないつる。

（実施例）以下第１図乃至第６図を参照して本発明の詳細な説明す
る。第１図はひっかき硬さ試験装置の全体構成を斜視的
に示したもので１本体（３）と駆動制御部（４）とから
構成されている。先ず本体（３）は載置台（５）と、こ
の載置台（５）上に設置された被測定物（６）を水平に
支持し１回転させるための回転テーブル部（力と、前記
載置台（５）上に配設され、且つ先端テーパ付例えば先
端円錐状の触針（８）など具備しマイクロメータ（９）
によって上下動する検出部ａαを付設した角柱状のコラ
ム部αυとから構成されている。しかして前記検出部０
０）はコラム部０υに内蔵されたドライブ機構（図示せ
ず）によって矢印（イ）方向へ進退しつるようコラム部
（１１）に配設され、また支持部（８りを介して前記先
端円錐状の触針（８）を検出部αＱ下端側に支持すると
ともに前記先端円錐状の触針（８）に対する負荷をスピ
ンドル（１Ｏａ）および平行ばね（１０ｂ）を介して調
整つまみ（ＩＯＣ）によって微調整する負荷微調整機構
と、前記先端円錐状の触針（８）の上下動を検出し上下
動の程度に応じた電気信号を出力する差動変圧器（ｌｏ
ｄ）とを具備している。一方前記駆動制御部（４）は被
測定物の試、験面（測定面）が水平であるか否かを検出
する変位計（４ａ）と、前記検出部ＯＱ、換言すると検
出部ＯＱに支持された先端円錐状の触針（８）の矢印方
向（イ）への進退を指示、制御する制御系（図示してな
い）とを内蔵しており、さらに前記検出部ｎＱ）の差動
変圧器（１０ｄ）で検出変換された電気信号をケーブル
ａｚを介して受は検出乃至記録１表示する検出手段（１
〕を付設した構成となっている。なおｆＪ１図および第
２図において、　（８Ｃ）は先端円錐状の触針（８）に
対して所定の設定荷重を付与する荷動付与手段、　（７
ａ）は回転テーブル部（力の回転テーブル（７ｂ）に載
置される被測定物（６）試験面を水平に調整する微調整
ねじ、　　（１ｏｅ）は検出部筐体、　　（１ｏｆ）は
差動変圧器（１０ｄ）に対する外的振動の影響を抑止す
るためのオイルダンパ、　（４ｂ）は変位計（４りの指
針、　　（１３ａ）は記録紙をそれぞれ示す。

次に上記構成のひりかき硬さ試験装置の動作について説
明する。先ず被測定物（６）を回転テーブル（７ｂ）上
に載置し、角柱状のコラム部（１１）に設置しであるマ
イクロメータ（９）を動作して先端円錐状の触針（８）
の先端を被測定物（６）の試験面に対接させ、駆動制御
部（４）の変位計（４ｂ）が零目盛を示すまで上記ｉイ
クロメータ（９）による位置調整を行なう。次いで回転
テーブル（７ｂ）を低速回転し前記変位計（４ａ）の指
針（４ｂ）の振れがなくなるまで回転テーブル（７ｂ）
の微調整ねじ（７ａ）によって試験面（測定面）の水平
出しを行なう。この試験面の水平出しを行なった後、前
記回転テーブル（７ｂ）の回転を停止し、所定の荷重を
先端円錐状の触針（８）上に装着し回転テーブル（７ｂ
）を例えば３　ｒｐｍの速さで回転させ被測定物（６）
の試験面（６すに全周にわたりてひりかき条痕乃至溝（
６ｂ）を形設する。第３図は前記ひりかき条痕（６ｂ）
を形設する状態を模式的に示す斜視図である。かくして
所定のひりかき条痕（６ｂ）が形設された時点で回転テ
ーブル（７ｂ）の回転を停止し、先端円錐状の触針（８
）に荷重付与手段（８Ｃ）で付与していた荷重を外す。

しかる後駆動制御部（４）の制御系によって前記検出部
α＠を進退させ、もって先端円錐状の触針（８）を矢印
ビ）方向に進退させる。即ち第４図に模写的に示すよう
に前記形設した試論面（６ａ）のひっかき条痕（６ｂ）
に対して直交する方向に先端円錐状の触針（８）を対接
させて移動せしめる。この先端円錐状の触針（８）のひ
っかき条ｆ！！Ｌ（６ｂ）の幅方向への対接移動におい
て、前記蝕針（８）は対接移動箇所の条痕の断面形状乃
至幅に応じて微上下動する。

しかしてこの先端円錐状の触針（８）の微上下動は検出
部（３）の差動変圧器（１０ｄ）に伝えられその微上下
動に対応した電気信号を出力する。この出力（電気信号
）はケーブルａのを介して検出部（１３にて例えば記録
紙（１３ａ）に表示、記碌される。第５図は上記によっ
て形設し測定したひっかき条痕（６ｂ）の断面形状を模
写的に示したものである。このようなひっかき条痕（６
ｂ）の幅乃至断面形状の測定を前記円周状のひっかき条
痕（６ｂ）の各点について屓次行なうことにより異方性
などを含め所要のひっかを硬さ試験を行ないつる。即ち
上記によって円周状に形設されたひつかき条痕（６ｂ）
の各点における条痕（６ｂ）断面形状乃至幅をそれぞれ
求め１次式％式％によってひっかき硬さが求められる。ただし式中Ｈｓｃ
はひりかき硬さに９／１ｍ”　、　ｐはひっかき時の荷
重、ｂはひっかき条痕の幅である。また第６図は上記装
置によって銅単結晶体の（１１１）面を試験面とし、先
端円錐状の触針（８）に５０ｇの荷動を加えて。

ひっかき硬さの試験を行ない異方性を求めた例を示した
ものである。

なお上記実施例では触針が先端円錐状のものであったが
先端部は円錐状に限らず例えば四角錐状のらのや三角錐
状のものなどでも先端テーパ付のものならよく、要は所
要のひつかき条痕乃至溝を形設でき、且つ形設した条痕
乃至溝面に対接して移動できる形状、構造であればよい
。また上記条痕断面形状の検出手段による検出結果は記
録紙によらずＣＲＴ等のディスプレイ装置に表示させて
もよい。さらに上記においてはひっかき形設した条痕乃
至溝の幅や断面を検出するために触針（８）を検出部０
〔と一体的に進退させる構成としたが１例えば触針（８
）の保持部（８ａ）を進退させもりて触針（８）を矢印
（イ）方向へ進退させる構成としてもよい。

〔発明の効果〕

上記の如く本発明に係るひっかき硬さ試験装置によれば
ひっかきによって形設される条痕乃至溝の幅が高精度に
且つ容易に測定しつる。即ちひりかき条痕の幅は先端テ
ーパ付の触針を条痕面に対接移動させたときの微上下動
を電気信号化し。

これを検出する方式を採っており、このため精度よく、
且つ再現性よくひっかを条痕幅を測定できる。換言する
とひっかきによりひつかき条痕を形設した際その条痕の
周辺に盛り上り等を生じていても、その盛り上り部はひ
りかきされなかった試験面（平坦面）の外挿によってひ
っかき条痕幅の基点乃至終点も適確に決められる。この
ことはヌープ硬さ試験の場合に往々起っている対象線の
不鮮明さ、またこの不鮮明さによる誤差の発生などに対
して著しい違いである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のひっかき硬さ試験装置の実施例を示す
斜視図、第２図は第１図の一部を拡大して示す一部切欠
断面図、第３図乃至第５図は本発明のひりかき硬さ試験
装置の動作状態を説明するための説明図、第６図は本発
明のひっかき硬さ試験装置によった測定例を示す特性図
、第７図は従来のヌープ硬さ試験方法を説明するための
説明図。第８図は従来のヌープ硬さ試験法によった測定例を示す
特性図である。（４）・・・駆動制御部、（６）・・・被測定−物、（
７ｂ）・・・回転テーブル、（８）・・・先端テーパ付
き触針。（８ａ）・・・支持機構（ホルダ）、　　　（８Ｃ）・
・・荷重付与手段。（１０ｄ）・・・差動変圧器、　　　ａ３・・・検出手
段。第１図イ　　　　　第　　２　　　図第　３Ｉ２１ｚｌ’ｌ定８６ワθ（）」【）第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

被測定物を水平に支持して回転する回転テーブルと、前
記回転テーブルに支持された被測定物の試験面に対向し
て配設され前記試験面をひっかき且つひっかきにより形
設された溝幅を測定するための先端テーパ付き触針と、
前記触針を被測定物の試験面に対して接離可能に支持す
る支持機構と、前記触針を回転中心方向に対して進退さ
せる駆動機構と、前記触針に対して所定の設定荷重を付
与する荷重付与手段と、前記触針の位置および進退駆動
を制御する駆動制御部と、前記被測定物の試験面に形設
されたひっかき溝を直交し且つ溝面に対接して進退する
触針の上下動を電気信号に変換する差動変圧器と、前記
差動変圧器にて変換された電気信号を検出する検出手段
とを具備して成ることを特徴とするひっかき硬さ試験装
置。