使用金屬洛氏硬度計時你需要了解的知識

洛氏硬度計工作原理

在規(guī)定條件下，將壓頭（金剛石圓錐、鋼球或硬質(zhì)合金球）分2個步驟壓入試樣表面。卸除主試驗力后，在初試驗力下測量壓痕殘余深度h。以壓痕殘余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度試驗原理如圖所示。

1—在初始試驗力F0下的壓入深度；2—在總試驗力F0+F1下的壓入深度；3—去除主試驗力F1后的彈性回復(fù)深度；4—殘余壓入深度h；5—試樣表面；6—測量基準(zhǔn)面；7—壓頭位置

下圖：洛氏硬度試驗原理圖

洛氏硬度值按下式計算：

N－常數(shù)，對于A、C、D、N、T標(biāo)尺，N=100；其他標(biāo)尺，N=130；

h－殘余壓痕深度，mm；

S－常數(shù)，對于洛氏硬度，S=0.002mm，對于表面洛氏硬度，S=0.001mm。每一洛氏硬度單位對應(yīng)的壓痕深度，洛氏硬度為0.002mm，表面洛氏硬度為0.001mm。壓痕越淺，硬度越高。洛氏硬度試驗分為2種，一種是普通洛氏硬度試驗，一種是表面洛氏硬度試驗。洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和1.588mm、3.175mm鋼球三種壓頭，采用60kg、100kg、150kg三種試驗力，它們共有九種組合，對應(yīng)于洛氏硬度的九個標(biāo)尺，即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度試驗采用1200金剛石圓錐和1.588mm鋼球2種壓頭，采用15kg、30kg、45kg三種試驗力，它們共有六種組合，對應(yīng)于表面洛氏的六個標(biāo)尺，即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。

常見問題及誤差分析

1、不同的表面光潔度在洛氏硬度測試時，表現(xiàn)出不同的影響。表面光潔度愈低，高硬度測試時其硬度愈高，反之硬度越低，有刀痕的粗糙表面，淬火時首先快冷卻，或很堅硬的表層，硬度值就高。反之，調(diào)質(zhì)件高溫回火時，有刀痕的表層組織先轉(zhuǎn)變，抗回火的能力小，硬度值就低。在測試表面光潔度Δ7以下的零件時，必須使用廢砂輪精磨，再用銼刀銼磨光滑，或用細(xì)的手砂輪磨光，然后揩擦干凈。

2、熱處理零件表面有鹽漬、沙子等物，當(dāng)加負(fù)荷時，零件會產(chǎn)生滑移，若有油膩存在，金剛頭壓入時起潤滑作用，減小磨擦，增加壓深。這兩項原因使所測硬度值偏低。零件測試的部位氧化皮蔬松層薄的硬度值降低，氧化皮致密層厚的硬度值增高。對欲測硬度的零件必須去除氧化皮，揩擦干凈，不得有臟物。

3、斜面（或錐度）、球面及圓柱體零件對硬度測試的誤差較平面大。當(dāng)壓頭壓入這種零件表面時，壓入處四周的抗力比平面小，甚至有偏離、滑移的現(xiàn)象，壓深增大，硬度降低。曲率半徑愈小，斜度愈大，硬度數(shù)值的降低愈顯著。金剛石壓頭也容易損壞。對這類零件要設(shè)計專用工作臺，使工作臺和壓頭同心。

初步檢測

在檢驗洛氏硬度計以前，應(yīng)對其進行檢查以保證;

1.硬度計安裝正確;

2.壓頭主軸在其導(dǎo)向體中能夠滑動;

3.壓頭柄牢固地安裝在主軸孔中;

4.試驗力的施加和卸除無沖擊或振動，且不影響讀數(shù);

5.試樣的位移或機架的變形不影響讀數(shù)。當(dāng)帶有將試樣鎖固到機架上面部件的鎖緊裝置時，其鎖緊力應(yīng)超過總試驗力。機架變形的影響可通過給主軸裝上一個端面為球形的壓頭(直徑不小于10mm)，來代替原壓頭，經(jīng)過墊塊壓在試臺 L(當(dāng)帶鎖緊裝置時要用鎖緊裝置壓住墊塊再壓在試臺上)進行檢查。主軸和墊塊材質(zhì)的洛氏硬度不應(yīng)低于 60 HRC。測量裝置的讀數(shù)(施加著初試驗力)，在硬度計大主試驗力施加前和卸除后，對不帶鎖緊裝置的硬度計二者相差不應(yīng)超過1. 5洛氏單位;對帶鎖緊裝置的硬度計相差不應(yīng)超過0.5洛氏單位。

直接校準(zhǔn)

1.試驗力的校準(zhǔn); 對于初試驗力F0和所使用的每一個總試驗力F均應(yīng)進行測量，只要可能，就應(yīng)在試驗過程中主軸的整個移動范圍內(nèi)以一定的間隔在其至少三個位置上做上述力的測量。初試驗力應(yīng)至少保持2s。用符合(GB/T 13634規(guī)定的1級標(biāo)準(zhǔn)測力儀測量）。

2.壓頭的檢驗; 與0.3mm壓入深度范圍相對應(yīng)的金剛石圓錐面和頂端球面應(yīng)拋光，兩個面的結(jié)合應(yīng)完全相切，并應(yīng)無表面缺陷。壓頭的形狀可通過直接測量或通過測量其在投影屏上的投影進行檢驗。測量應(yīng)至少在四個等間隔的截面進行。

3.壓痕深度測量裝置的校準(zhǔn); 壓痕深度測量裝置應(yīng)通過以增加硬度值的方向使壓頭產(chǎn)生已知的遞增移動量，在不少于三個間隔(包含與常用標(biāo)尺的低和高硬度相對應(yīng)的間隔)上進行檢驗

4.試驗循環(huán)時問的檢驗。試驗循環(huán)時間應(yīng)與GB/T 230.1 規(guī)定的試驗循環(huán)時間一致，并應(yīng)進行調(diào)整使其不確定度在 0.5s以內(nèi)。

維護與保養(yǎng)

1 硬度計長時間不使用時，應(yīng)用防塵罩將機器蓋好。

2 定期在絲杠與手輪的接觸面注入少量機油。

3 硬度計使用前，應(yīng)將絲杠頂面和工作臺上端面擦凈。

4 如發(fā)現(xiàn)硬度示值誤差較大：

4.1可拿下工作臺，檢查其與絲杠接觸面是否清潔；

4.2檢查絲杠保護套是否頂起工作臺；

4.3檢查壓頭是否損壞。

5 若施加主試驗力時，指示器指針開始轉(zhuǎn)動很快，然后緩慢轉(zhuǎn)動，說明緩沖器內(nèi)機 油太少了，此時可掀起緩沖器上端的氈墊，緩慢地注入清潔的 20#機油。同時多次拉 推手柄，使活塞上下移動多次，將緩沖器內(nèi)的空氣全部排除，直到活塞沉到底 時有油從上面溢出為止。

6 用本機攜帶的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊定期檢查硬度計精度。

6.1 將工作臺及標(biāo)準(zhǔn)硬度塊擦凈，在硬度塊工作面進行試驗，決不允許在支承面試驗。

6.2 若示值誤差較大， 除按本節(jié)第四項檢查外，檢查標(biāo)準(zhǔn)硬度塊支承面是否有毛刺，若有毛刺應(yīng)用油石打光。

6.3 在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊不同位置試驗時，硬度塊應(yīng)在工作臺上拖動，不應(yīng)拿離工作臺。

7 本儀器應(yīng)定期進行核查，并周期進行檢定。