齿轮、齿面和齿根分别该用哪种便携式硬度计？

齿轮经过调质、渗碳、淬火处理后的硬度，关系到这个齿轮的耐磨性和使用寿命。台式硬度计测试头一般是固定的，难以贴合齿面或深入齿根部位；而手持便携式硬度计可以灵活调整角度，方便在生产现场快速测量。齿轮不同部位适合使用的便携式硬度计也有区别，齿轮体用常规里氏硬度计D型冲击装置即可，齿面可以使用超声波硬度计测量，DL型冲击装置里氏硬度计适合齿根硬度检测。

一、为什么齿轮不同部位不能共用同一种便携式硬度计？

实际检测的时候会发现齿轮不同位置的结构不一样，齿轮端面的面积相对开阔，相对容易测量。齿面一般是曲面形态，而且检测会受到齿宽、齿距之间的空间限制。齿根是一个过渡圆角的窄槽，常规探头无法伸入贴合测点。

二、齿轮端面、齿面、齿根分别用哪种硬度计？为什么？

1、齿轮端面：LS252D里氏硬度计

齿轮端面相比齿面和齿根更加平整，测量面积大，探头容易保持稳定，因此齿轮端面选择便携硬度计的重点是容易操作，可以快速进行多个位置批量检测。

LS252D里氏硬度计采用冲击法检测，冲击体撞击被测材料表面后回弹，用冲击体冲击速度和回弹速度的比值计算里氏硬度值。里氏法原理相对简单，对操作要求不高，适合现场快速抽检。

但是如果测量的齿轮尺寸比较小的话，在冲击体冲击下容易产生振动和变形，测量数据就不太准确了。不满足里氏硬度计质量厚度要求的，例如LS252D里氏硬度计要求被测物最小质量5kg，最小厚度25mm，又不想在生产线上花费大量时间耦合支承的小型齿轮端面，也可以考虑用UCI超声波硬度计检测。

检测齿轮端面时不建议只测一个点，可以在端面划分多个不同区域进行多点测量，计算平均值。测量前注意清洁测量表面，探头需垂直接触被测表面。

2、齿面：LS256超声波硬度计

齿轮齿面和端面的结构有很大不同，表面通常为曲面，相邻齿之间距离比较小，一些小型齿轮的检测空间更是有限，需要选择探头能够稳定接触齿面的便携式硬度计。

LS256超声波硬度计探头端部是一颗小金刚石，测量时用一个较小的测试力将探头压入工件表面，通过超声波频率变化计算硬度值。超声波硬度计检测区域较小，而且不需要像里氏法一样用冲击体回弹来测量，对齿轮工件的质量厚度要求较低，很适合小齿轮硬度检测。

测量时硬度计探头要稳定贴合齿面，尽量避开明显有缺陷或划痕的位置。使用超声波硬度计检测要注意材料表面粗糙度不能太大，检测前尽量将测量位置打磨平整光滑。如果要测量的是渗碳、淬火齿轮，需要明确测的是表面硬化层的硬度，还是要测齿轮基体的硬度。

3、齿根：LS252DL里氏硬度计

齿根位于两个齿之间的底部，测量空间狭窄，齿槽的结构也会限制操作角度，普通探头难以伸入齿根测量。

LS252DL里氏硬度计探头位置是一个的长杆形状，能够深入到齿轮齿槽的狭窄空间测量，很适合用来检测齿根硬度。

三、实际检测案例：不同硬度计分别检测齿轮不同位置

分别用LS252D、LS256和LS252DL检测齿轮端面、齿面和齿根，每个位置各设置5个测点，取平均值。

这三款仪器都可以切换多种硬度制式，本次试验将三款仪器均设为“HRC”硬度制式，选择测量材料为“碳钢”或“钢和铸钢”。

测量前清洁好测量区域，超声波硬度计直接将探头垂直按压在工件表面，检测时需保持手部稳定，按压力道均匀。

里氏硬度计测量前需悬空握住黑色套筒下压加载冲击体，而后将探头放在测量位置上，按下顶部按钮释放冲击体测量。禁止在测量位置直接加载冲击体，又在同一位置释放，避免加载时在工件表面压下小凹坑影响检测数据。

本次测试记录如下：

需要注意里氏硬度和超声波硬度检测原理不同，原则上不同硬度计测量数值不能直接对比。如果一定要对比检测数据，建议工厂实测多个均匀材料，建立不同仪器之间的数据换算曲线。

选择便携式硬度计检测齿轮硬度时，需要明确齿轮的材料、测量位置的结构和探头是否方便接触等问题。如果要同时检测齿轮端面、齿面和齿根，可以根据不同位置分别选择合适的仪器，不要强行用一种硬度计完成所有测量。