Twardościomierz Leeba jest najbardziej rozpowszechnionym w produkcji i usługach przenośnym przyrządem do pomiaru twardości elementów metalowych ze stali węglowej i staliwa, stali narzędziowej, stali nierdzewnej, żeliwa szarego, żeliwa sferoidalnego, aluminium, mosiądzu, brązu i miedzi, działającym w oparciu o dynamiczny proces pomiarowy. Jego zaletami są: małe gabaryty, prosta obsługa, natychmiastowy, cyfrowy odczyt wartości po wykonaniu pomiaru, możliwość automatycznej konwersji twardości, pomiar z jednej strony powierzchni, umożliwiający stosowanie do elementów o nieograniczonych w górę gabarytach, bardzo małe ślady po badaniu, niwelujące uszkodzenia powierzchni wyrobów gotowych (np. przy użyciu głowicy uderzeniowej typu D i twardości materiału mierzonego 800 HV, średnica śladu wynosi 0.35 mm, a jego głębokość 10 μm).
Twardościomierz Leeba został po raz pierwszy skonstruowany w 1974 r. pod nazwą
EQUOTIP przez Dietmara Leeba ze szwajcarskiej firmy PROCEQ SA i opatentowany w 1975 r. (patent AU8642775 (A)). Od tej pory poza PROCEQ-iem produkcją tego twardościomierza zajęło się wiele innych firm, np. KRAUTKRAMER czy TIME, wypuszczających modele pod różnymi nazwami.
Twardościomierz składa się z: 1) elektromechanicznego urządzenia uderzeniowego (zwanego często bijakiem lub głowicą uderzeniową; pierwotnie opracowano tylko uniwersalną głowicę uderzeniową typu D, obecnie istnieje klika typów głowic do różnych zastosowań), które dokonuje sprężystego odbicia kulki od materiału mierzonego ze stała siłą oraz 2) elektronicznego urządzenia wskazującego, przy pomocy którego ustawia się parametry pomiaru oraz odczytuje wyniki.
Obywa urządzenia mogą występować 1) bądź osobno, połączone kablem sygnałowym, jako przyrząd 2-częściowy, 2) bądź w postaci zintegrowanej, jako przyrząd 1-częściowy.
Twardościomierz mierzy twardość Leeba, której symbolem jest HLx, gdzie pod x podstawia się symbol użytej głowicy uderzeniowej, np. : D – głowica uniwersalna (symbol skali HLD), C – do cienkich elementów (HLC), DL – do wąskichotworów (HLDL), G – do materiałów chropowatych typu żeliwo (HLG). Metoda pomiaru twardości Leeba jest ustandaryzowana normami ASTM A956, DIN 50156 (3 części) i GB/T 17394. W roku 2013 pojawił się oficjalny projekt 3-częściowej normy ISO/DIS 16859, która będzie także opracowywana w przyszłości jako EN ISO oraz PN-EN ISO.
Jednak twardość Leeba nie jest rozpowszechniona na tyle, aby przy jej pomocy opisywać cechy materiałów metalowych w dokumentacji technicznej (specyfikacji wyrobu, półwyrobu). Dlatego twardościomierze Leeba wykorzystywane są przede wszystkim jako konwertery twardości. Moduł elektroniczny twardościomierza, przy pomocy zaprogramowanej krzywej konwersji ma zdolność automatycznego konwertowania HLx na najbardzej popularne skale twardości, tj. Rockwella HRC i HRB (czasem także HRA), Brinella HB, Vickersa HV i Shore'a HS, a czasem także na wytrzymałość na rozciąganie Rm MPa. Krzywe konwersji są opracowywane przez poszczególnych producentów - w Chinach np. na podstawie tablic zawartych w regulacji technicznej JJG 747. W roku 2013 ukazała się nowa wersja normy ASTM E140 (ASTM E140-12b) gdzie w tablicy 10 znalazła się konwersja między skalą Leeba HLD, a skalami Rockwella, Brinella i Vickersa.
Skala HB wyświetlana przez twardościomierz pokrywa wszystkie skale (średnice kulek i obciążenia) Brinella, a skala HV – skale Vickersa od HV 5 do HV 100. Maksymalny błąd wskazań twardościomierza Leeba dla twardości HLD wynosi zwykle ± 4 HLD w całym zakresie pomiarowym (niektórzy producenci podają ± 6 HLD). Maksymalny błąd konwersji z HLx na inne twardości wynosi w zależności od skali (HRC, HB, HV) i zakresu od ± 3 % do ± 15 % wartości mierzonej (czyli aktualnego wskazania). W przypadku mało popularnej w Polsce skali skleroskopowej Shore'a (HS), błąd ten w zależności od zakresu wynosi od ± 1.5 % do ± 4.5 % wartości mierzonej.
Z uwagi na powyższe trzeba pamiętać, że wynik konwersji to nie to samo co wynik bezpośredniego pomiaru daną metodą (i zgodnym z nią twardościomierzem), dlatego potencjalny użytkownik twardościomierza Leeba powinien się upewnić, czy np. wartości twardości HRC, pochodzące z konwersji wartości twardości HLx, będą honorowane przez jego odbiorcę, dostawcę lub jednostkę kontrolującą. Jeśli nie – wtedy zamiast twardościomierza Leeba należałoby zakupić przenośny lub stacjonarny twardościomierz Rockwella, Brinella czy Vickersa.
Aby uzyskać jak najdokładniejszy wynik pomiaru twardości metalu z użyciem twardościomierza Leeba, a co za tym idzie także jak najdokładniejszy wynik konwersji, należy skrupulatnie stosować się do instrukcji obsługi wydanej przez producenta lub dystrybutora oraz do normy, jeśli się ją posiada.
Ogólne warunki pomiaru pomiaru twardościomierzem Leeba są następujące: 1) ustawić parametry pomiaru w menu modułu elektronicznego (wybrać typ głowicy, jeśli można stosować różne typy, wybrać rodzaj materiału mierzonego, skalę twardości, kierunek uderzenia, jeśli twardościomierz sam go nie wykrywa oraz liczbę uderzeń do automatycznego obliczenia średniej arytmetycznej), 2) naciągnąć sprężynę głowicy uderzeniowej, 3) przyłożyć ściśle podstawę głowicy do powierzchni materiału mierzonego (przyłożenie głowicy zgodne z kierunkiem wybranym w menu), 4) nacisnąć spust zwalniania sprężyny, umożliwiając głowicy wykonanie odbicia sprężystego kulki od materiału, 5) odczytać wynik na wyświetlaczu modułu elektronicznego. Oprócz powyższego istnieją specjalne warunki pomiaru dla poszczególnych typów głowic uderzeniowych, podane w normach, katalogach producentów i instrukcjach obsługi. Są to: 1) minimalna masa (waga) elementu mierzonego (np. dla głowicy D wg normy ASTM wynosi ona 5 kg bez podparcia), 2) minimalna grubość elementu (dla głowicy D wg w/w normy - 3 mm), 3) minimalna grubość warstwy utwardzonej, 4) dopuszczalny promień krzywizny powierzchni mierzonej oraz 5) chropowatość powierzchni mierzonej (Ra 1.6 μm dla głowicy D wg ASTM).
Twardościomierze Leeba oraz wzorce twardości Leeba można wzorcować w skalach HLx w laboratoriach producentów lub niektórych polskich laboratoriach nieakredytowanych. Najbliższe laboratoria akredytowane dla skal HLx znajdują się w Niemczech. Poza tym można wzorcować te twardościomierze przy użyciu wzorców twardości Rockwella, Brinella i Vickersa, traktując je jako konwertory.
Firma MATBOR Sp. z o.o. posiada w ofercie sprzedaży twardościomierze Leeba różnych producentów i w różnych cenach. Zapraszamy do zakupów i zapytań.
MATBOR Sp. z o.o.
MATBOR Sp. z o.o.
