D'un point de vue pratique, vérifier la dureté des matériaux est un contrôle qualité fondamental. Si les méthodes d'essai classiques restent pertinentes, la méthode d'impédance de contact ultrasonique offre une flexibilité et une efficacité opérationnelles indéniables.
Nous avons testé divers instruments, et cette solution a toujours démontré sa valeur. Pour toute application nécessitant une évaluation non destructive, nous avons constaté que cette approche est particulièrement efficace.
Comprendre le principe du testeur de dureté UCI
Le principe du duromètre UCI est d'une simplicité rafraîchissante. Il repose sur une petite tige munie à son extrémité d'une pointe en diamant Vickers, qui vibre à une fréquence ultrasonique élevée.
Lorsqu'on applique cette pointe de diamant sur le matériau testé avec une force spécifiée, la fréquence de vibration de la tige se modifie. Ce décalage de fréquence est directement lié à la surface de contact, qui dépend elle-même de la dureté du matériau (Kleesattel, 1970 ; Gladwell, 1968 ; Schiller et Halim, 1990 ; Burik et Pešek, 2014).
L'instrument détecte cette infime variation et en calcule la valeur, fournissant ainsi une mesure directe de la dureté en convertissant la variation de fréquence à l'aide de formules d'étalonnage (Schiller & Halim, 1990 ; Junek et al., 2017). Ce principe fondamental du duromètre UCI garantit sa fiabilité sur le terrain.
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Principaux avantages de l'UCI dans un environnement de travail
La véritable force de la méthode UCI pour les essais de dureté se révèle pleinement lorsqu'on observe ses performances sur le terrain. Nos clients ont pu constater les nombreux avantages clés qu'elle offre à leurs équipes .
- Véritablement non destructif : selon nous, c’est là son principal atout. Le test produit une marque si petite qu’elle est généralement invisible à l’œil nu, ce qui le rend idéal pour les contrôles in situ (Gogolinskii et al., 2019). Les professionnels des secteurs automobile et aérospatial apprécieront particulièrement cet aspect.
- Véritable portabilité pour les interventions sur le terrain : cette capacité représente un atout majeur pour l’assurance qualité sur site. La portabilité de ces appareils portables permet à votre équipe d’effectuer le contrôle directement sur la pièce, ce qui rend la méthode UCI d’essai de dureté idéale pour confirmer la dureté des soudures de pipelines sur place (Frehner, 2017).
- Adaptable aux géométries complexes : Nous avons constaté que ces instruments fournissent des mesures précises sur des formes complexes et sur des pièces petites ou fines, là où les méthodes traditionnelles sont inapplicables (Fu & Li, 2015 ; Gogolinskii et al., 2019). Obtenir des résultats fiables dans ces domaines représente un défi constant avec d’autres outils portables. Cette méthode est également beaucoup plus rapide que de nombreux tests conventionnels (Szilard, 1984).
Comparaison claire : Quelle est la place de la méthode d’impédance de contact ultrasonique ?
Choisir le bon équipement de test exige de bien comprendre les performances optimales de chaque technologie. Notre rôle est de vous fournir les outils nécessaires pour faire le choix le plus adapté à votre application.
À côté de Leeb et des testeurs de table
On nous pose souvent des questions comparant cet appareil aux testeurs Leeb. Les instruments Leeb sont excellents pour les composants de très grande taille et à gros grains.
Cependant, la méthode d'impédance de contact ultrasonique présente un avantage certain pour les matériaux fins (jusqu'à 2-3 mm) et pour les pièces aux formes complexes. Et bien qu'un appareil de laboratoire classique soit une référence en matière de précision, il reste confiné au laboratoire.
Cette méthode offre des résultats très proches des normes de laboratoire, exactement là où vous en avez besoin.
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Considérations clés relatives à l'application
Nous croyons en la transparence : cette méthode présente des conditions d’utilisation idéales. Elle offre des mesures d’une précision optimale sur des matériaux à structure fine et uniforme.
Pour les composants à grain très grossier, un instrument Leeb peut fournir une valeur de dureté globale plus représentative.
La prise en compte de ces détails est essentielle pour obtenir des résultats de test fiables.
Guide de choix d'un testeur de dureté ultrasonique
Le choix de l'instrument adéquat est l'étape la plus cruciale. Le choix d'un duromètre à ultrasons repose sur une analyse précise de votre contexte de test spécifique. Nous accompagnons nos clients tout au long de ce processus en nous concentrant sur les détails de leur projet.
Matériaux et géométrie des pièces
Tout d’abord, tenez compte des matériaux que vous utilisez le plus souvent. L’étalonnage pour les matériaux présentant des modules d’élasticité variables est important pour obtenir des résultats fiables (Junek et al., 2017 ; Burik et Pešek, 2014).
Par exemple, un client du secteur automobile devait vérifier la dureté superficielle à la base d'une dent d'engrenage. Pour relever ce défi, notre duromètre ultrasonique à sonde allongée UCI-3300C s'est avéré la solution idéale. Sa sonde spéciale est conçue pour ces zones difficiles d'accès.
État de surface de vos pièces
La sonde UCI nécessite un contact direct et propre pour fonctionner correctement. Une surface rectifiée ou usinée avec précision est idéale.
Les performances du testeur peuvent être influencées par des conditions expérimentales telles que l'épaisseur de l'échantillon et les revêtements de surface, un processus de préparation cohérent est donc essentiel (Gogolinskii et al., 2019 ; Burik & Pešek, 2014).
Nous avons travaillé avec une fonderie qui a simplement intégré une étape de meulage rapide et localisée pour créer une petite surface lisse destinée aux essais.
Sonde manuelle ou motorisée
Il convient également de comparer les avantages d'une sonde manuelle et d'une sonde motorisée. Pour les travaux de terrain, une sonde manuelle comme celle de notre testeur de dureté ultrasonique portable UCI-3000H offre une grande flexibilité.
Cependant, pour un client exploitant une ligne de production en trois-huit, la constance était primordiale. Il a donc opté pour l' UCI-3000M avec sa sonde motorisée.
Les testeurs modernes dotés de capteurs de charge intégrés offrent une précision améliorée et une dépendance réduite à l'égard de l'utilisateur, ce qui constitue un avantage majeur dans un environnement multi-opérateurs (Frehner et al., 2017 ; Frehner, 2017).
Collecte de données et polyvalence
Enfin, pensez à vos besoins opérationnels. Un atelier de fabrication qui travaille avec une grande variété de pièces a besoin d'un seul outil pour tout faire.
Pour eux, le testeur de dureté ultrasonique Dynasonic Leeb UCI-4000 était la solution idéale. Il combine les méthodes UCI et Leeb, leur permettant d'utiliser l'approche la plus adaptée à chaque application.
De plus, l'enregistrement exhaustif des données était essentiel pour leurs certifications de qualité.
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Qualitest : Votre partenaire pour les tests de dureté
Chez Qualitest, nous comprenons que vous comptez sur des mesures de dureté précises et répétables.
Notre sélection de testeurs de dureté portables à ultrasons, tous basés sur la méthode avancée d'impédance de contact ultrasonique , vous offre un moyen rentable de maintenir vos normes de qualité.
Nous vous invitons à découvrir notre collection et à voir comment elle peut améliorer votre processus de contrôle qualité. Consultez notre page produit pour en savoir plus.
Laissez-nous vous aider dans le choix d'un testeur de dureté ultrasonique parfaitement adapté à votre application.
Références
Kleesattel, C. (1970). Impédancemètre de contact. Partie IV. Ultrasonics, 8, 39-48. https://doi.org/10.1016/0041-624x(70)90799-7
Junek, M., Janovec, J. et Ducháček, P. (2017). Influence du module d'Young sur la dureté par impédance de contact ultrasonore des aciers résistants au fluage. **, 6, 27-32. https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v6i1.325
Gogolinskii, K., Syasko, V., Umanskii, A., Nikazov, A. et Bobkova, T. (2019). Mesures des propriétés mécaniques à l'aide de duromètres portables : avantages, limites et perspectives. Journal of Physics: Conference Series, 1384. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1384/1/012012
- Szilard, J. (1984). Mesure de dureté plus rapide et plus simple par ultrasons. Ultrasonics, 22, 174-178. https://doi.org/10.1016/0041-624x(84)90033-7
- Frehner, C., Mennicke, R., Gattiker, F., & Chai, D. (2017). Progrès des essais de dureté par impédance de contact ultrasonique (UCI) basés sur une surveillance continue de la charge pendant le processus d'indentation et avantages pratiques. **.
Gladwell, G. (1968). Calcul des impédances mécaniques d'un pénétrateur vibrant à la surface d'un corps élastique semi-infini. Journal of Sound and Vibration, 8, 215-228. https://doi.org/10.1016/0022-460x(68)90228-9
- Frehner, C. (2017). NOUVELLE GÉNÉRATION DE SONDES UCI AVEC DÉTECTION DE CHARGE PRÉCISE : APERÇU ET AVANTAGES PRATIQUES. **.
Fu, J., et Li, F. (2015). Testeur de dureté en forme de doigt basé sur l'impédance électromécanique de contact d'un cantilever bimorphe piézoélectrique. The Review of Scientific Instruments, 86, 10, 103902. https://doi.org/10.1063/1.4932186
- Schiller, J., & Halim, A. (1990). Une méthode de mesure de la dureté ou des propriétés élastiques des matériaux sous charge par la méthode d'impédance de contact ultrasonore. **.
Burik, P., et Pešek, L. (2014). Effet des facteurs expérimentaux sur la mesure de la dureté par la technique UCI. Materials Science Forum, 782, 61-64. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.782.61
