ASTECH NDH系列：開(kāi)啟金屬材料“零損傷”硬度檢測(cè)新紀(jì)元

發(fā)布時(shí)間： 2025-12-12　　點(diǎn)擊次數(shù)： 125次

在航空葉片、核電管道、汽車齒輪等關(guān)鍵零部件的服役周期中，傳統(tǒng)硬度抽檢必須切割取樣，既犧牲工件，又無(wú)法覆蓋100%產(chǎn)品。日本 ASTECH 公司推出的 NDH（Non-Destructive Hardness）系列，用“差動(dòng)壓痕深度法”在產(chǎn)線速度下實(shí)現(xiàn)金屬材料的非破壞性、全場(chǎng)硬度監(jiān)控，被譽(yù)為“硬度 CT”。本文從原理、系統(tǒng)到典型應(yīng)用，全面解讀這一革新方案。

一、技術(shù)原理——讓“壓痕”不再留痕
NDH 核心遵循 ASTM E3246-22《差動(dòng)壓痕深度硬度標(biāo)準(zhǔn)》：

雙階加載：主壓頭（金剛石圓錐）施加 10–50 N 初載荷，形成參考凹坑；隨后二次壓頭以 0.1 N 級(jí)步進(jìn)加載，實(shí)時(shí)記錄微米級(jí)深度差 Δh。

差動(dòng)算法：儀器彈性模量補(bǔ)償模塊同步計(jì)算材料回彈曲線，將 Δh 換算為 HV/HRC/HB 等任意標(biāo)尺，全程無(wú)需光學(xué)測(cè)量，避免人為讀數(shù)誤差。

零損傷保證：壓痕深度 < 5 µm，低于 Ra 0.8 µm 精加工表面粗糙度，可在成品鏡面、鍍鉻層或薄壁管件（≥0.15 mm）直接測(cè)試，無(wú)需打磨或耦合劑。

二、系統(tǒng)組成——從便攜式到全自動(dòng)
NDH 系列目前提供三款型號(hào)：
• NDH-μ：手持式 1.2 kg，內(nèi)置電池 8 h，適合外場(chǎng)維修；
• NDH-Robot：六軸協(xié)作臂集成，節(jié)拍 6 s/點(diǎn)，可與 MES 對(duì)接；
• NDH-Line：龍門(mén)式 100% 在線方案，激光輪廓預(yù)定位，掃描面積 2 m × 0.8 m，空間分辨率 0.2 mm，單班可檢 30 000 件齒輪。
所有型號(hào)共用自研“深度-硬度”大數(shù)據(jù)庫(kù)，覆蓋碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、鋁、鈦、鎳基合金等 200 余種牌號(hào)，并允許用戶現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)展。

三、性能指標(biāo)

項(xiàng)目	典型值
硬度范圍	80–900 HV
示值誤差	≤ ±2%（與維氏對(duì)比，n=50）
重復(fù)性	≤ 1% RSD
最小測(cè)試厚度	0.15 mm（碳鋼）
表面粗糙度上限	Ra 3.2 µm
單次測(cè)試時(shí)間	2 s（含移動(dòng)）
工作溫度	5–45 °C，非冷凝

四、應(yīng)用場(chǎng)景——從實(shí)驗(yàn)室到無(wú)人車間

航空葉片復(fù)檢

新能源電機(jī)軸 100% 在線分選

核電密封環(huán)異地再制造

五、結(jié)論與展望
ASTECH NDH 系列用微米級(jí)“壓痕替代傳統(tǒng)切割，讓金屬材料硬度檢測(cè)從“統(tǒng)計(jì)推斷”走向“全面體檢”。隨著 ASTM E3246-22 的正式頒布，差動(dòng)壓痕深度法有望成為繼布氏、洛氏、維氏之后的第四代硬度標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)，結(jié)合 AI 預(yù)測(cè)模型與數(shù)字孿生，NDH 將把硬度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)注入材料全生命周期管理，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷智能制造。

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