Non-Destructive Testers Handheld, Electronic, Digital

휴대용 경도 측정기

Portable Hardness Tester

(Model: HLN-11A) 사용자 설명서

목 차 (Index)

1. HLN-11A 개별부품 용어

2. 경도계 기능설명

2.1. 전형적 용도

2.2. 기술 사양

2.3. 부가적인 기능들

2.4. 측정과 범위 전환하기

3. LEEB 측정방법

3.1. 역사

3.2. Leeb (반발경도) 경도실험(정의)

3.3. Leeb (반발경도) 경도계(정의)

3.4. Leeb (반발경도) 경도기법

4. 샘플의 선처리

4.1. 샘플표면의 선처리

4.2. 곡면측정

4.3. 테스트 샘플의 지지

4.4. 다량(큰)의 샘플

4.5. 적절한 샘플의 선택관련 도표

5. 키보드 기능

6. 계기 작동법

6.1. 시작하기

6.2. 측정날짜 / 재질번호 등 설정하기

6.3. 측정 절차

6.4. 현재의 경도측정값들에 대한 산술평균

6.5. 확실한 에러데이타 지우기와 측정결과 점검하기

6.6. 데이터 프린트 출력하기

6.7. HLN-11A 경도계 끄기

6.8. 부가적인 기능들

6.9. 문제해결 지침서

7. 유지와 보수

7.1. 임팩트 디바이스

7.2. 프로세서와 프린터

7.3. 수리

1. HLN-11A 개별부품 용어 1.1. HLN-11A 본체 용어

1.2. 반발경도 디바이스 구조도 (D Type: 기본 장착)

번호 부품 용어

1 반발경도 디바이스 본체 연결 단자

2 충전용 전원 연결 단자

3 본체

4 프린터 페이퍼 홀더

5 마이크로 미니 프린터

6 화면표시 스크린

7 키패드

8 프린터 ON/OFF 선택 스위치

9 전원 ON/OFF 선택 스위치

2. 경도계 용도 설명

- HLN-11A 는 보다 향상된 휴대용 경도계로, 고정밀, 넓은 측정범위와 간단한 작동으로 특징 되어진다. 원래 금속의 경도 측정에 적합하고, 금형, 주단조, 열처리, 부품 및

소재산업, 석유, 화학, 기계, 전기전력산업과 같은 산업분야에 폭넓게 적용된다.

2.1. 전형적 용도

- 설치된 기계와 조립된 시스템의 영구적인 부품 및 중량 작업물 검사 - 다이 금형표면의 검사 - 압력용기, 터보 제너레이터 세트 등의 분석 - 베어링과 같이 생산라인에서 다량으로 생산되는 부품들의 검사 - 기본적으로 기록형식이 요구되는 측정 데이타 획득 - 창고에 보관된 금속재질 식별

2.2. 기술 사양

- 디스플레이 에러 : ±0.8% at LD=900 - (표시수치 - 실제수치 / 실제수치) × 100 - 상대적인 반복 표시 에러 : 0.8% at LD=900 - (최대수치 - 최소수치) / 평균수치) × 100 = 에러

2.3. 측정 기능들

- 임팩트 장치(D,DC,D+15,C,G,E)를 자동적으로 식별 - 측정일련번호, 측정날짜, 샘플재질타입, 충격방향의 키보드를 통한 빠른 입력 - 사전에 부정확하게 측정하여 저장된 데이터 삭제 - 현재의 테스트 방식과 그와 관련된 측정 데이터 표시 - 프린터를 통한 모든 측정결과 출력 - 모든 측정 데이터 관련 경도단위(HL, HRC, HRB, HB, HV, HSD) 환산가능 - 원하는 작업상황의 출력기능 - 밧데리 저장 전압 감시와 전압비율이 낮아질 때 자동 알람 기능

2.4. 측정과 범위 전환하기

- 여러 다른 임팩트 장치(D,DC,D+15,C,G,E)의 특징과 측정범위가 아래와 같이 나와있고, 여러 다른 재질에 따른 정적 경도 조건 전환범위가 나와있다 (♣ 기본 장착 Impact Device 는 범용 D Type 장착)

표 1. 임팩트 디바이스 타입

표 2. 임팩트 디바이스 - D, DC(측정범위: LD 200 - 900)

센서타입 특 징

D 표준 임팩트 장치(무게:75g)

DC 매우 길이가 짧은 D 타입 임팩트 장치(무게: 50g)

D+15 매우 굵기가 가는 임팩트 장치(무게: 80g)

DL 제일 굵기가 가는 임팩트장치(바늘지름: 2.78mm, 무게:100g)

C 임팩트 에너지 D 타입의 1/4(무게: 75g)

E 인조다이아몬드 팁 (650HV 이상, 50HRC 이상, 무게: 80g)

G 매우 크고 임팩트 에너지 D 타입의 9 배(650HB 브리넬 전용, 무게: 250g)

재 질 HRC HRB HB HV HSD 강철(Steel) 17.9-68.5 59.6-99.5 93-651 83-976 32.2-99.5 C.W. 공구강 20.4-67.1 80-898 Gray 주철 93-334 Nodular 주철 131-387 주조알루미늄 30-159 황동 13.5-95.3 40-173 청동 60-290 구리 45-315

표 3. 임팩트 디바이스 - D+15(측정범위: LD+15 200 - 900)

재 질 HRC HRB HB HV HSD 강철과 주강 19.3-67.9 80-638 80-937 33.3-99.3

표 4. 임팩트 디바이스 - DL(측정범위: LD 560 - 950)

재 질 HRC HRB HB HV HSD 강철과 주강 20-68 37-100 80-650 80-940 30-97

표 5. 임팩트 디바이스 - C(측정범위: LC 350 - 950)

재 질 HRC HRB HB HV HSD 강철과 주강 20.0-69.5 80-683 80-996 31.9-99.6

표 6. 임팩트 디바이스 - G(측정범위:LG 300 - 750)

재 질 HRC HRB HB HV HSD 강철과 주강 47.7-99.9 90-646 Gray 주철 92-326 Nodular 주철 127-364

표 7. 임팩트 디바이스 - G(측정범위:LG 300 - 750)

재 질 HRC HRB HB HV HSD 강철과 주강 21.9-70.5 84-656 84-1027 35.5-102.8 C.W. 공구강 22.7-70.2 83-1009

표 8. 임팩트 장치 D(LD)로 LEEB 방식으로 샘플재질의 경도범위를 측정한 표가 위에 열거되어 있다. 각 샘플재질에는 특정 코드번호가 표시되어 있고, 경도 LD 는 아래 표에 열거된 것과 같이 MPa 에서 σb 와 같은 재질의 강도로 변환될 수 있다.

♣ σb 표시는 UTS를 의미하며 Universal Tensile Strength 인장력(신장률)을 말한다 ♣ 상기 표시된 재질은 기준규격 재질이며 산업현장에서 다양한 성분의 재질은 감안 하여야 한다

(재질의 종류는 절대값이 아니며 상대적인 값으로 인식 하여야 한다)

Code 샘플재질 HLD Ts-σb(MPa)

1 카본 스틸 350-710 374-1670

2 크롬 스틸 500-730 707-1829

3 크롬-바나듐 스틸 500-750 704-1980

4 크롬-니켈 스틸 500-749 763-1999

5 크롬-몰리브덴 스틸 500-730 721-1813

6 크롬-니켈-몰리브덴 스틸 540-730 844-1869

7 크롬-망간-규소 스틸 500-750 755-1993

8 초강력 스틸 630-740 1180-1936

9 스테인레스 스틸 500-710 703-1676

♣ 상기 표시된 재질은 기준규격 재질이며 산업현장에서 다양한 성분의 재질은 감안 하여야 한다 (재질의 종류는 절대값이 아니며 상대적인 값으로 인식 하여야 한다) ♣ 재질선택 성분 중 1번 C (카본)이 가장 강질이며 9번 SST (스틸)이 가장 연질을 의미 함

3. LEEB(반발경도) 측정방법

3.1. 역사

- 1978 년 도입된 측정기법으로, 충격속도와 충격의 되돌아오는 속도의 몫에 1000 을 곱한 것으로 지정된다. 보다 경도가 높은 재질은 덜 견고한 재질보다 되돌아오는 속도가 높다. - 특정 재질의 그룹에 있어(알루미늄, 강철 등) Leeb 경도 수치는 그 재질의 경도로서 직접 기준을 제시한다. 일반적인 금속에서, HL 경도의 곡면변환과 다른 표준 정적경도(HB, HV, HRC 등)은 다른 경도로 HL 을 변환하는 것을 가능하게 한다.

3.2. Leeb(반발경도) 경도실험(정의)

- 텅스텐 카바이드로 만들어진 구체 실험팁과 임팩트 본체는 스프링힘에 의해 테스트 표면을 충돌하고 반발한다. 샘플 표면으로부터 1mm 의 거리에서, 충돌과 임팩트 본체의 리바운드 속도는 다음과 같은 방법으로 측정 되어진다. 영구자석이 내장된 임팩트본체가 코일을 전진과 후진하여 통과하는 동안 전기전압을 일으킨다. 이 전압은 속도와 비례하며, 경도값 HL 로 표시된다. Leeb 경도의 계산공식은 다음과 같다. - HL = 1000 × (VB / V

B A) - HL : Leeb 경도 - VB : 임팩트 본체의 되돌아오는 속도

- VA : 임팩트 본체의 임팩트 속도 - 임팩트본체가 감응코일을 통과할 때, 출력시그널의 전압특성은 그림과 같다.

3.3. Leeb(반발경도) 경도계(정의)

- Leeb 경도계는 다른 경도단위(HRB, HRC 등)로 변환될 수 있는 HL(Leeb Hardness)의 상태에서 샘플 재질의 경도를 측정한다.

3.4. Leeb(반발경도) 경도기법

- 정적 경도 테스트 방법에 의하여 샘플 재질의 경도를 측정하는 경우로서, 압력헤드의 변경 즉 적용되는 압력의 변화는 경도 해독값을 변화시킨다. 이와같이 임팩트 장치를 변경함으로서, Leeb 경도값을 다양하게 얻을 수 있다. 예 : 720 HLD ≠ 720 HLC - 다른 임팩트 장치에서 얻어진 다른 전환 커브 때문에 경도 L 이 다른 경도로 전환되었을 때, 사용된 임팩트 장치에 경도 변환방법이 포함된다.

(예를 들면)

① 사용된 충격장치 D+15 로부터 전환된 경도 HV 는 다음과 같다.

22,8 HV LD+15 22=경도값 HL 8=경도값 HV L=Leeb 방식 LD+15=임팩트 디바이스

② 사용된 충격장치 D 로부터 전환된 경도 HRC 는 다음과 같다.

35,9 HRCLD 22= 경도값 HL 9=경도값 HRC L=Leeb 방식 D=임팩트 디바이스

4. 샘플의 선처리

4.1. 샘플표면의 선처리(D,DC,D+15)

- 거친 샘플 표면에서 발생할 수 있는 에러를 제거하기 위하여

측정하는 표면은 부드럽게 닦고 거칠기 Ra 값이 2 ㎛(기존 GB 에 V6 에 동일)

이상이 되지 않도록 금속 광채가 깨끗이 보이게 닦고

기름 자국을 제거한다.

4.2. 곡면측정

- 30mm 보다 적은 직경 R 곡면의 표면 측정할 때에는

특수한 작은 지지링 워셔로 굽은 상태를 보상하여 사용한다.

4.3. 테스트 샘플의 지지(임팩트 디바이스 = D, DC, D+15)

- 샘플무게가 5kg 이 넘으면, 받침은 필요하지 않다.

- 외팔보, 얇은 쉘 형태의 샘플과 무게 2-5kg 의 샘플은 충격 힘으로 인한

밴드, 변형 등을 막기 위하여 5kg 이상의 베어링지지대의 연결이 필요하다.

- 2kg 미만의 테스트 샘플도 5kg 이상의 베어링지지대의 연결이 필요하다.

- 샘플과 베어링 지지대 연결 사이의 표면은 평평하고 부드러워야만 한다.

- 알맞은 커플링 패이스트를 커플링 표면 사이에 적용한다.

- 충격방향은 커플표면에 수직이 되어야만 한다.

- 최소 테스트 샘플의 무게는 100g 이어야만 한다.

- 최소 테스트 샘플의 두께는 5mm 이어야만 한다.

- 최소 경도 층의 깊이는 0.8mm 이어야만 한다.

주의! 엄격한 샘플 테스트를 위하여 위에 언급한 내용들은

임팩트 디바이스 C-타입과 G-타입에 있어서 감소될 수 있다.

4.4. 다량(큰)의 샘플

- 테스트 샘플이 큰 평면, 긴 막대, 구부러진 작업대이면, 임팩트 디바이스에

영향을 주면서 측정값의 변형 또는 불안정을 야기시킬 수 있다.

- 심지어 테스트 샘플의 무게나 두께에도 응용될 수 있으며, 이와 같은 경우

충격힘에 반하여 샘플의 뒷면에 보강이 필요하다.

4.5. 적절한 샘플의 선택관련 도표

- 임팩트 디바이스에 따라 샘플의 무게, 두께, 거칠기가 다르게 요구 되어진다.

Min. Thickness Max. Roughness Sample Weight (mm) (or Min. Fineness) Sample

Impact No Needs to be

Device Needs

support stabilized

strengtheningneeded

SampleHardness

layer ISO Ra Rz

China GB

〉5 D.DC.D+15 0.05-2 2.5 3 0.8 N 2μ 10μ 6▽ 7

G 0.5-5 5-15 〉15 10 N 7μ 30μ 4▽ 9

C 0.02-0.05 0.5-1.5 〉1.5 1 2.5μ 8▽ 0.2 N 0.4μ 5

5. 키보드 기능

- LCD 스크린 상단 좌측 (경도단위: HL/HRC/HV 등) - LCD 스크린 상단 우측 (경도값) - LCD 스크린 하단 좌측

(임팩트 방향)

- LCD 스크린 하단 중간

(재질 번호 선택)

- LCD 스크린 하단 우측

(측정횟수, 평균값)

- 숫자영역 키들의 사용목적은 다음과 같다.

① 테스트할 현재의 날짜 입력하기

② 측정횟수 입력하기

③ 프린트 출력에 테스트 일련번호 설정하기

④ 확실한 샘플 종류를 대표하는 코드번호 입력하기

예)7 번 코드는 황동 종류

⑤ 확실한 샘플 구성재질을 대표하는 코드번호 입력하기

예)7 번 코드는 황동 구성재질이 크롬-망간-규소

6. 계기 작동법

6.1. 시작하기

- 임팩트 디바이스를 본체에 연결하고, 전원을 켠다.

- 가능한 모든 기능들이 자동적으로 LCD 화면에 약 2 초간 표시된다.

6.2. 측정날짜 / 재질번호 등 설정하기

* 테스트 날짜 설정하기

- SET DATE 를 누른 후, 각각의 년/월/일을 번호 키를 눌러 수정하면서

ENTER AVERAGE 를 각각 눌러 저장한다.

잘못 입력된 경우엔 DELETE 를 눌러 지운 후에 수정한다.

* 프린트 출력에 테스트 일련번호 설정하기

- 원하는 일련번호와 PRINT 키를 동시에 누른다.

LCD 화면에 일련번호가 나타나면 누르고 있던 PRINT 키를 푼다.

* 임팩트 방향 설정하기

- IMPACT DIRECTION 키를 누르면, 아래와 같은 순서로 설정 가능하다.

↓ ↖ ↑ → ↙

* 경도단위 설정하기 - H 키를 누르면, 아래와 같은 순서로 설정 가능하다. HL HB HV HRC HRB HSD

* 샘플 재질의 종류와 재질 선택하기

- 원하는 샘플의 종류와 구성재질과 관련된 번호를 선택하면 된다.

코드번호 1 2 3 4 5 6 7 8 9

white nodular grey cast alloy steel&

재질종류 cast brass bronze copper cast cast aluminumtool cast

iron iron iron alloy steel steel

Super high Stainless

재질구성 Carbon V Cr-V Cr-Ni Cr-Mo Cr-Ni Cr-Mn

strength steel steel steel steel steel steel steel steel

steel ♣ 상기 표시된 재질은 기준규격 재질이며 산업현장에서 다양한 성분의 재질은 감안 하여야 한다 (재질의 종류는 절대값이 아니며 상대적인 값으로 인식 하여야 한다) ♣ 재질선택 성분 중 1번 Steel이 가장 강질이며 9번 Copper가 가장 연질을 의미 함 ♣ 재질선택 성분 중 1번 C (카본)이 가장 강질이며 9번 SST (스틸)이 가장 연질을 의미 함

* 재질의 세기값 얻기

- σb 키를 누르면, 현재의 경도 값에 대한 재질의 UTS (Universal Tensile Strength) 인장력(신장률)값으로 변환된다

6.3. 측정 절차

- 먼저 표준시편을 사용하여 경도계를 점검한다. ① 센서 장전하기: 센서의 몸체에 있는 검은 색 원기둥 모양을 한쪽 손의

엄지와 검지로 잡고서 센서 밑부분으로 내리면 장전된다. ② 올려놓기: 센서 밑부분의 원형 지지링을 시편 위에 올려놓고서

한쪽 손의 엄지와 검지로 감싸 죈다. 단, 서로 다른 측정부위는 최소한 3mm 이상 떨어져야 한다.

③ 측정하기: 다른 쪽 손의 검지를 이용하여 센서의 맨 윗부분을 살짝 누른다 만일, 측정값이 측정가능범위와 일치하지 않으면 E 라고 표시된다

6.4. 현재의 경도측정값들에 대한 산술평균

- 경도 값의 평균은 최소한 5 회에서 33 회 또는 그 이사의 측정을 요구한다. - ENTER AVERAGE 를 한번 누르면 LCD 화면 우측 하단에 있는 TIME(측정횟수) 왼쪽에 Ave 가 표시 되며, 지금까지 측정한 값에 대한 평균값이 표시된다. - 최대 9 회까지 평균이 가능하며 10 회 이상은 최초 값을 삭제하고 입력된다. - ENTER AVERAGE 를 한번 더 누르면 모든 값이 지워지며, 0 가 되면서 일반적인 측정방식으로 되돌아간다.

6.5. 확실한 에러 데이타 지우기와 측정결과 점검하기

- DELETE 키를 누르면, 여러 번 측정한 값들을 순차적으로 볼 수 있으며,

역순으로 측정값을 보려면 ENTER AVERAGE 키를 누르면 된다.

- 여러 측정값 중 일부를 지우고자 할 시엔, DELETE 와 STATE 키를

동시에 누르면 된다.

6.6. 데이터 프린트 출력하기

- 프린트 전원을 키고 PRINT 키를 누르면, 모든 측정값과 평균값을 출력된다.

- 만일, HL 로 측정하면 Leeb 경도(HL) 값만 출력되며,

다른 단위(HRC, HB, HV 등)로 측정 후 출력 시 Leeb 경도 값도 같이 출력된다

- 프린트 출력 시 `***‘ 표시는 측정범위와 일치하지 않음을 나타낸다.

6.7. HLN-11A 경도계 끄기

- 본체와 프린트의 좌측 옆면에 있는 스위치를 누르면 꺼진다.

6.8. 부가적인 기능들

- 프린트 출력 시 날짜는 매번 설정해야만 한다.

- 매개변수 즉 경도단위, 샘플재질 종류 등은 항시 변경측정이 가능하다.

- STATE 키를 누르면, 현재의 작업설정상태를 확인할 수 있다.

- 변경된 측정상태에 따라 프린트 출력이 가능하며, 평균값이 같이 출력된다.

6.9. 문제해결 지침서

- LCD 화면이 깜박거리면, 전원을 끄고 충전한다.

- 프린트가 정상적이지 않을 시, 전원을 약 30 초간 껐다가 다시 켠다.

- LCD 화면이 정상적이지 않을 시, 전원을 끄고 휴즈를 검사한다.

계기본체 뒷부분에 휴즈가 있다. (Fuse : 2A / 05 X 18)

7. 유지와 보수

- 먼지, 오일, 충격, 강한 자장으로부터 보호한다.

7.1. 임팩트 디바이스

- 아래와 같은 순서대로 1000 회 - 2000 회 정도 센서를 사용 후 청소한다.

① 임팩트 디바이스에서 지지링을 분리한다.

② 시계방향으로 브러쉬를 돌렸다가 잡아댕겨서 센서의 관속을 청소한다.

이와같은 방법을 5-6 회 정도 반복한다.

③ 임팩트 디바이스에 지지링을 연결한다.

④ 테스트 후 임팩트 스프링을 꼭 해제시킨다.

⑤ 임팩트 디바이스에 절대로 광택제나 윤활유를 사용하지 않는다.

휴대용 경도 측정기 (HLN-11A / TH140 / TH160)

Portable Hardness Tester

Model HLN-11A TH 140 TH160

측정값 저장 48~350 그룹 240~1000 그룹 No

(Impact 회수: 32-1) (Impact 회수: 32-1)

Steel / Cast steel Steel / Cast steel Steel / Cast steel 재질

Steel / Stainless steel Steel / Stainless steel

C.W. Tools steel C.W. Tools steel C.W. Tools steel

Gray cast Iron Gray cast Iron Gray cast Iron

Nodular cast iron Nodular cast iron Nodular cast iron

Cast aluminum Cast aluminum Cast aluminum

Brass Bronze, Copper etc. Brass Bronze, Copper etc. Brass Bronze, Copper etc.

사용 건전지 충전용 NiMH 건전지 충전용 NiMH 건전지 충전용 Li 건전지

연속 50 시간 (no printer) 연속 50 시간 연속 100 시간 (no printer, backlight) (no printer, backlight)

건전지양 No Yes Yes 화면표시

캘리브레이션 소프트웨어 캘리브레이션 소프트웨어 캘리브레이션 소프트웨어 캘리브레이션 ±15HLD ±15HLD

설정 한계값 No Yes Yes 알람기능

Backlight No Yes Yes

자동 전원 Off 5분 후 자동 Off 5분 후 자동 Off 5분 후 자동 Off

컴퓨터 통신 No RS232 RS232

프린터 Dot 프린터 Dot 프린터 Thermal 프린터

Model HLN-11A TH 140 TH160

디바이스 No Yes Yes

자동 인식

소프트웨어 통신 No software interface PC software interface PC

측정 정밀도(화면 표시 값) ±6HLD ±6HLD ±6HLD

Error HLD=760±30 HLD=760±30 HLD=760±30

측정 정밀도(화면 표시 값) ±6HLD ±6HLD ±6HLD

재현성 HLD=760±30 HLD=760±30 HLD=760±30