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Durometro portátil Leeb

¿Qué tener en cuenta al elegir un

Durómetro?

27 de febrero de 2015 

En un artículo técnico anterior, expusimos las

características y los tipos dedurmetros! "uc#os lectores consultaron

sobre ¿Qué tener en cuenta al momento de

comprar o elegir un durómetro? $

continuacin %uedarán expuestos ciertos

aspectos a considerar, al menos para

aproximar la decisin y obtener la me&or

alternati'a por el presupuesto disponible!

De todas las clases diferentes de mediciones %ue se #acen en un laboratorio de metrolo(ía, losensayos de dure)a son de los más comple&os!

*or otra parte, existen diferentes procedimientos de medicin y además uno cae en la necesidad

de medir muestras (randes, pe%ue+as, duras, blandas, del(adas o (ruesas! onsiderando los

distintos métodos y el (ran n-mero de escalas existentes, es comprensible %ue #asta las personas

más expertas sean desafiadas por las tareas de ensayo de dure)a!

omo en muc#as otras áreas de aplicacin, el desarrollo electrnico #a conse(uido %ue los

ensayos de dure)a sean más simples! .n durmetro asistido por una computadora arro&a lecturas

de mayor precisin, además de la posibilidad de poder almacenar y procesar estadísticamente la

informacin de las mediciones, representar (ráficamente las mismas y documentarlas!

$un%ue los durmetros automati)ados si(uen emer(iendo y penetrando el mercado, los ensayos

reali)ados de forma manual y mecánica a-n si(uen siendo aplicados y totalmente 'álidos!

Es de fundamental importancia conocer cuáles son los principales puntos a tener en cuenta a la

#ora de comprar un dispositi'o para medir dure)a! $ continuacin se detallan los factores más

rele'antes/

1! 

Carga de ensayo máxima*or un lado, existe la re(la (eneral de %ue el ensayo debe

#acerse a la car(a más ele'ada posible! Esto permite tener mayor precisin en la lectura,

ya %ue la medicin es menos sensiti'a respecto de la textura de la superficie de la muestra

al aplicarse una (ran car(a! En el otro extremo, la indentacin no debe ser más profunda

%ue la 110 parte del espesor de la probeta o de la superficie endurecida a ensayar!El

(rado de #omo(eneidad del material también es un criterio importante! *or e&emplo, una

muestra de fundicin (ris suele ensayarse con la mayor car(a posible, excepto en a%uellos

casos donde #aya sido endurecida por induccin, como lo son las bases de las

#erramientas de ciertasmá%uinas!

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2! 

Rango de dureza*or encima de una dure)a aproximada de 50 340, se recomienda usar

un penetrador de diamante deba&o de este 'alor es posible utili)ar un penetrador de

acero o acero endurecido! El método 3rinell, %ue no permite penetradores de diamante,

no puede ser usado con materiales como acero endurecido! El método 6oc8ell, más

uni'ersal, permite el uso de penetradores en forma de conos de diamante y bolas de

acero! El método 9icers permite el uso de un penetrador de diamante piramidal y puede

ser usado en todo el ran(o de dure)as! :in embar(o, es más aplicable para ensayos en

laboratorio %ue en los sitios de traba&o!

4!  PrecisiónLa precisin de una medicin es altamente dependiente de la precisin

empleada por el operador! Esto incluye %ue las superficies de acabado de las muestras

estén bien desbastadas y pulidas, %ue los períodos de medicin sean adecuados y

suficientes y %ue se realicen re'isiones frecuentes de los durmetroscon el fin de obtener

'alores confiables!:i es posible, el uso de sistemas estáticos es preferible a los dinámicos!

.sar car(as de penetracin muy ba&as es una restriccin a la #ora de obtener precisin en

las mediciones #ec#as!;!  Durómetros flexibles y adaptables a las distintas formas y dimensiones de las muestrasLa

muestra debe poder situarse en el durmetro, o el durmetro debe poder posicionarse en

la muestra!*ara el primer caso se tienen los durmetros estacionarios, cuya 'enta&a reside

en su capacidad de mantener su&eta la muestra! :on aptos para ensayar muestras de

pe%ue+o y mediano tama+o!Los dispositi'os portables pueden adosarse a las muestras,

mediante cadenas de a(arre, mandíbulas, imanes, entre otros, o, si se trata de muestras

muy (randes y pesadas, deben ser lo suficientemente buenos para apoyarse simplemente

sobre las mismas! Estos durmetros portátiles slo pueden usarse dinámicamente cuando la

car(a aplicada sea lo suficientemente alta! :i las car(as son pe%ue+as, la medicin debe

reali)arse estáticamente!

5!  spectos económicos 

Estos incluyen los si(uientes elementos/

•  El costo de compra del durmetro!

•  La uni'ersalidad de la aplicacin!

•  La relacin costobeneficio con los ser'icios post<'enta del pro'eedor del e%uipo

=calibraciones, mantenimiento, repuestos>

•  El período de tiempos entre las mediciones!

•  La operacin calificada del dispositi'o! Los dos primeros aspectos son importantes cuando

las muestras tienen diferentes formas y distintos tratamientos superficiales! Es el caso de las

industrias de pe%ue+a escala %ue poseen 'ariedad de productos y es necesario encontrar

una solucin %ue se adapte a sus necesidades!*or otra parte, podría exi(írsele al

pro'eedor del dispositi'o cuáles son los ser'icios post<'enta %ue están asociados a la

compra, como ser el detalle de calibraciones, reparaciones e insumos necesarios para su

correcto funcionamiento! ay e%uipos %ue son muy caros en lo %ue respecta al costo decompra, pero %ue son casi de libre mantenimiento! El conocer los costos post<'enta debe

formar parte de la decisin final del comprador!En las compa+ías donde es necesario

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#acer los ensayos de

personal calificado so

!enta"as y des#enta"as de los

.na de las principales pre(u

adecuado para las necesida

pros y contras de cada méto

ure)a en forma seriada, tanto la rapide) de

las 'ariables predominantes a la #ora de el

distintos métodos de medición de dureza

ntas a la #ora de comprar un durmetro

des 'erdaderas del ne(ocio! *ara ello, se l

o de medicin!

las mediciones, como el

le(ir un durmetro!

eside en cuál es el más

listará un cuadro con los

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$n solo durómetro para #arios

*or -ltimo, si la necesidad

materiales, es necesario cono

de acuerdo a los métodos 'is

  materiales

es tener un solo e%uipo cuyo uso sea t

  cer cuáles son las e%ui'alencias entre las dis

os!

rans'ersal para distintos

tintas escalas de dure)as

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$ continuacin y a modo de resumen se presenta un cuadro de comparacin entre las escalas

de dure)as existentes!

Escalas de dure)a ? Durmetros

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Durmetro $utomático :tarrett 4@1 6oc8ell

%ntroducción al Durómetro

on/ 24 de febrero de

2015En/ erramientas de

"edicin y ontrol1

omentario

El durómetro esun dispositi#o demedición para determinar

la dure)a de un material!Existen distintos tipos dedurmetros de acuerdo alas di'ersas familias demateriales, #abiendoposibilidad de medir

dure)a tanto a un cauc#ocomo a un acero! :i bienla palabra AdurmetroB en

el mundo an(losa&n slose emplea para

denominar al e%uipo paramedir dure)a :#ore, enLatinoamérica esampliamente utili)adapara identificar a todos losbancos de ensayo dedure)a %ue existen!

La dure)a es unapropiedad de losmateriales! La mayoría delas enciclopedias la definecomo la resistencia a lapenetracin permanenteba&o car(a estática odinámica %ue tiene unmaterial, lue(o de

reali)arle 'arios ensayos!*or lo (eneral, una dure)abuena si(nifica %ue elmaterial es resistente a lasrayaduras y al uso,característica muy

importante en el caso del#erramental usado en lamanufactura! Existe

estrec#a correlacin entre la dure)a y la resistencia de un material!

Los primeros ensayos de dure)a se basaron en el comportamiento de los minerales se(-n su

capacidad de rayar a otro más blando! *ara ello se defini una escala llamada &o's, cuyos'alores 'an del 1 al 10, donde el 1 representaba al talco y el 10 al diamante!

Durometro ? Escala "o#s

on el paso de los a+os nue'as técnicas cuantitati'as de dure)a fueron desarrolladas, basadas enun pe%ue+o penetrador %ue es for)ado sobre una superficie de la probeta del material a ensayar

ba&o condiciones controladas de car(a y 'elocidad! La profundidad o tama+o de la #uellaresultante se relaciona con un n-mero de dure)a! uanto más blando el material, mayor y másprofunda la #uella, y menor es el n-mero de dure)a! Las dure)as obtenidas tienen un si(nificadorelati'o y no absoluto, por lo %ue #ay %ue tener cautela al comparar las medidas arro&adas pordistintas técnicas sobre el mismo material!

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Dado %ue existen distintos tipos de durmetros de acuerdo al material a indentar, a continuacinse presenta una tabla con los métodos principales y su respecti'a aplicacin/

plicaciones de los Durómetros

('ore Roc)*ell +rinell !ic)ers ,noop -eeb

*olímeros

elastmerosy cauc#os!

$ceros

tratadostérmicamente!

"etales y

aleacionescomo latnacerostemplados yrecocidos!Cundiciones de#ierro nitrurados!

omo alternati'a al

método 3rinell midedure)a en todos losmetales incluyendoaceros inoxidablesaceros al carbonoaceros martensíticosy otros!

"ateriales

frá(ilescerámicas yláminasdel(adas!

"ismos

materiales%ue6oc8ell9icers y3rinell peroel

dispositi'oLeeb esportátil y seusa parapie)as %ue

no pueden

lle'arse auna mesade ensayo!

Durómetro ('ore

La escala de este durmetro fue definido por lbert ('ore alrededor de 120, aun%ue no fue elprimer dispositi'o in'entado en la #istoria para medir dure)a!

Durometro :#ore

Existen 'arias escalas definidasacorde a las diferentespropiedades de los materiales,

pero para este dispositi'o las máscomunes son las escalas $ y D, laprimera para plásticos blandos y laD para los más duros! En total, y

se(-n la norma $:" D22;0<00,existen 12 escalas =$, 3, , D, DF,E, ", F, FF, FFF, FFF<:, y 6>,cuyos 'alores 'an de 0 a 100indicando la dure)a del material!

El método de medicin consiste en(enerar una indentacin o

impronta profunda en el materialcon una fuer)a normali)ada atra'és de un penetrador! Laprofundidad depende de ladure)a del material, de suspropiedades 'iscoelásticas, laforma del penetrador de presin yla duracin del ensayo! uando seestá #aciendo la impronta en elmaterial, la medida de laprofundidad se transmite a unresorte interno de un relo&

comparador, %ue puede seranálo(o o di(ital, dando un 'alordeterminado de dure)a!

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Escala de dure)as :#ore $ y D para distintas aplicaciones

Durómetro Roc)*ell

El durmetro de profundidad diferencial Roc)*ell fue in'entado por los #ermanos u(# y :tanley6oc8ell, en el a+o 11;, en EE..! $mbos traba&aban en la fábrica de rodamientos Ge8Departure "anufacturin( o, %ue se con'ertiría más tarde en una empresa del (rupo Heneral"otors! La ra)n por la cual se desarroll este dispositi'o fue para medir los efectos del tratamientotérmico en los caminos de rodadura de rodamientos rí(idos de bolas!

Las escalas utili)adas con esta técnica son 'ariadas acorde a las distintas combinaciones depenetradores y car(as %ue se usen, pudiendo ensayar cual%uier metal o aleacin, tanto duroscomo blandos! ay dos clases de penetradores, los de bolas esféricas de acero endurecido condiámetros normali)ados y los cnicos de diamante! El método de medicin de dure)a consiste en

aplicar primero una car(a inicial pe%ue+a, lo %ue aumenta la exactitud de la medida, y despuésuna car(a mayor! 3asándose en la ma(nitud de las car(as mayores y menores, existen dos tiposde ensayos/ 6oc8ell y 6oc8ell superficial! En la si(uiente tabla se especifican las car(asutili)adas para ambos ensayos/

ipos de penetradores y car(as en ensayos 6oc8ell y 6oc8ell superficial

La escala de dureza Roc)*ell está representada por una letra del alfabeto =$, 3, , D, E, C, H, yI>! *ara 6oc8ell superficial se desi(na por un n-mero %ue representa la car(a mayor aplicada yuna letra %ue puede ser G, o J! El n-mero de dure)a 6oc8ell se indica con el sufi&o 6 y laidentificacin de la escala! *or e&emplo, @0 63 representa una dure)a 6oc8ell de @0 en laescala 3!

Los e%uipos modernos para la medida de dure)a 6oc8ell están automati)ados y #asta permitenla 'ariacin del tiempo de aplicacin de la car(a! :in embar(o, los e%uipos mecánicos si(uensiendo utili)ados ampliamente en la industria!

Durmetro $utomático :tarrett 4@1 6oc8ell

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Durómetro +rinell

montada en una probeta fl

informacin de la cámara etama+o y calcular el n-mermuestra debe ser más cuidad

álculo del n-mero de dure)

Este método de medición de dureza fuein(eniero sueco .o'an +rinell y fue unode dure)a %ue existi en el mundo!

En los ensayos de dure)a 3rinell, al i(ualfuer)a un penetrador duro esférico en laensayar! El penetrador es una bola de

carburo de tun(steno de 10 mm dnormali)adas están definidas entr

incrementándose de a 500 (! Durantmantiene constante durante un tiempose(undos! El n-mero de dureza +rinell spenetrador es de carburo de tun(stema(nitud de la car(a y del diámetro dediámetro se mide con un microscopio y s

3 específico usando la si(uiente frmul

Dimensiones del penetrador 3rinell y fn-mero de dure)a 3

Existen técnicas semiautomáticas paraemplean un scanner ptico anexado

 xible! Esto permite posicionar la cámara

en'iada a una computadora para anali)o 3! *ara usar esta tecnolo(ía, la supera %ue la %ue se usa en mediciones manual

 

3 a tra'és del re(istro de una cámara di(

 propuesto en 100 por elde los primeros ensayos

l %ue en los 6oc8ell, sesuperficie del material aacero endurecido o de

diámetro! Las car(as500 y 4000 (,

el ensayo, la car(a se%ue 'a de entre 10 a 40e denota 3 =3J si elno> y es funcin de lala #uella resultante! Este

e con'ierte a un n-mero

/

rmula para calcular el

medir dure)a 3rinell %uea una cámara di(ital

obre la indentacin! La

ar la impronta, definir suicie de acabado de las!

ital

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Durómetro !ic)ers

Este sistema fue desarrolladoLtd! En el ensayo !ic)ers el pEl principio fundamental esdeformacin plástica! Las c

considerado de microdure)medida es con'ertida a un no D* =G-mero *irámide desido preparada con desbaste

Dimensiones del penetrador

Los durómetros !ic)ers actuanali)adores de ima(en cofunciones importantes del

espacio, cálculo de los #alor

necesaria para poder realiprincipalmente láminas del(temperatura ambiente ya %u

en 121 por 6obert :mit# y Heor(e :andlanetrador está compuesto por un diamantebser'ar la #abilidad %ue tiene el materiar(as aplicadas 'an de 1 a 1000 (, por

! La marca resultante se obser'a al micrmero de dure)a %ue se identifica con 9 =iamante 9icers>! Es necesario %ue la supe

  y pulido!

icers y n-mero de dure)a 9

les constan, además del aparato penn computadora y su respecti'o pro(rasistema %ue incluyen la locali)acin

s de dureza y (ráficos de la informacin obt

Durmdure)a

Duróm

Este sidurezapor /recomo9icerpenetr

pirámide fométod

biencomo

DimenInoop

En elindent

medidmicros

dure)aLa 'eresidemuy p

i)arlo! $l ser la muestra tan pe%ue+a,adas de metales, debe tenerse sumo c

pueden afectar los resultados del procedi

  d en la empresa 9icerspiramidal muy pe%ue+o!l indentado de resistir lalo cual este ensayo es

scopio y se mide, esta-mero *irámide 9icers>

rficie de la muestra #aya

trador automático, dea! Este -ltimo controlade la indentacin, el

enida!

etro automático para9icers "itutoyo

etro ,noop

istema de medición defue desarrolladoderic) ,noop en 14,respuesta al método de! 3ásicamente elador también es una

e de diamante, perorma al(o diferente! Elo Inoop responde muy

a materiales frá(iles,cerámicos!

iones del penetradorn-mero de dure)a I

durmetro Inoop lacin resultante es

a también por uncopio! El n-mero de

Inoop se nota con I!nta&a de este ensayoen %ue slo una muestrae%ue+a del material es

y cuando se ensayanntrol sobre la car(a yiento!

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existen 'arios dispositi'os deE%uotip D con n-mero de

obtenidos en dure)a Leeb o3 y 9, con el ob&eto de ten

Corma de la indedure)a Inoop

En cuanto a lossimilares a los men9icers!

Durómetro -eeb

Lue(o de #aber 'iensayo de dure)ade&ar de lado el mDesarrollado en 1se trata de un dipuede arro&ar conlotes enteros ens

muestras!

Duro

Dediná

la dula péimpa(olpemetalempl

Las ineste=alred

diámacero

los 4ensay

Depeel pe(eommate

impacto =llamados E%uotip> y unidades ddure)a LD, y los H con n-mero LH! L

L pueden ser con'ertidos a las escalas tradr mayor apreciacin sobre las muestras ens

  ntacion del ensayo de

e%uipos utili)ados, sonionados para el sistema

sto todos los bancos deanteriores, es 'álido no

étodo portable de Leeb!5 por Leeb y 3randestini,positi'o alternati'o %ue

clusiones estadísticas deyados sin destruir las

etro portatil Leeb

acuerdo al principioico de Leeb, el #alor de

eza  puede deri'arse derdida de ener(ía de unto definido lue(o de

ar una muestra de, similar al principioado por :#ore!

entaciones de&adas pormétodo son menoresedor de 0,5mm de

tro en muestras de, en comparacin con

m %ue produciría uno 3rinell>!

ndiendo de la muestra ynetrador, %ue 'aría enetría, tama+o, peso,ial y fuer)a del resorte,e dure)a/ los dispositi'os

s resultados de dure)a

icionales de dure)a 6,yadas!