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。
一、邵氏硬度計使用方法: 把試樣放置在堅固的平面上,拿住硬度計,壓足中孔的壓針距離試塊邊緣至少12mm,平穩(wěn)地把壓足壓在試樣上,不能有任何振動,并保持壓足平行于試樣表面,以使壓針垂直地壓入試樣,所施加的力要剛好足以使壓足和試樣完全接觸,除另有規(guī)定,必須在壓足和試樣完全按觸后1秒內(nèi)讀數(shù),如果是其他間隔時間讀數(shù)則必須說明,在試樣相距至少6mm的不同位置測量硬度值5次,取其平均值。 二、邵氏硬度計使用須知: 1、測定前應(yīng)檢查硬度計的指針在自由狀態(tài)下應(yīng)指向零位。如指針量偏離零位時,可以松動右上角壓緊螺釘,轉(zhuǎn)動表面,對準(zhǔn)零位。然后將硬度計壓在玻璃板上,壓針端面與壓足底面緊密接觸于玻璃板上時,指針應(yīng)指向100+/-0.5HA,如不指向100+/-0.5HA時,可輕微按動壓針幾次,如仍不指100+/-0.5HA時,則此硬度計不能使用。如在邵氏硬度計測試機架上使用時,可撥動手柄,使工作臺上升至定荷砝碼抬起,使壓針端面與壓足平面緊密接觸于玻璃工作臺時,指針應(yīng)指向100+/-0.5HA。如不指100+/-0.5HA時,可調(diào)整工作臺平面的調(diào)節(jié)螺釘,若調(diào)整后指針仍不指100+/-0.5HA時,可以送生產(chǎn)單位調(diào)整為宜。 2、橡膠的試樣及試驗溫度要求; ①、橡膠的試樣厚度不小于6mm,寬度不小于15mm,長度不小于35mm,試樣厚度不足6mm時,可用同樣膠片重疊測定,但不超過3層。并要求膠片上下平行。 ②、檢定時室溫為23℃±5℃,檢定前硬度計在此溫度下至少存放1小時。 3、塑料試樣及試驗溫度要求; ①、塑料試樣為正方形,邊長50mm、厚度6mm。也允許采用50×15mm的試樣。 ②、在可能的情況下,試樣在測試前應(yīng)按照GB/T2941-1991規(guī)定在實驗室標(biāo)準(zhǔn)溫度下進行調(diào)節(jié)。比對試驗或系列試驗必須在相同溫度下進行。 4、橡膠及塑料試樣表面均應(yīng)光滑、平整、不應(yīng)有機械損傷及雜質(zhì)等缺陷。 5、硬度計使用35000次后,建議每使用10000次左右按GB531規(guī)定檢查彈簧壓力與指針刻度關(guān)系及壓針端部的形狀尺寸。 6、硬度計使用完畢后,裝入儀器盒或儀器箱內(nèi),放置干燥處,防止受潮。 7、定荷測定架上的升降小軸和工作臺底部,請注意經(jīng)??粮蓛?涂少量防銹油,以防生銹。 8、使用邵氏硬度計時,當(dāng)A型硬度計示值低于10HA時是不準(zhǔn)確的,測量結(jié)果不能使用。A型硬度計測量值超出90HA時推薦使用D型硬度計。
硬度計因測量時的需求及范圍不同,分為:洛氏硬度計、里氏硬度計、蕭氏硬度計、維克氏硬度計、勃氏硬度計等等不同種類的硬度計。而目前硬度計標(biāo)準(zhǔn)機用于硬度標(biāo)準(zhǔn)之建立,計有臺灣、日本、韓國等國家實驗室采用。
便攜式里氏硬度計操作程序主要分為以下三個步驟:
1、將平整、干凈的試樣或被測件放在壓針與砧座之間,被測面應(yīng)向壓針;
2、握住上、下手柄,平穩(wěn),均勻地加力,直至感到上下手柄已壓到底為至。此時,壓針套筒端面已緊緊壓在被測件上。雖然還可以施加更大的力,但是已經(jīng)沒有必要,而且也不會影響讀數(shù)。因為硬度值將完全取決于負(fù)荷彈簧的試驗力;
3、從表頭上讀出硬度值。讀數(shù)時,仍需握緊手柄,以防引起讀數(shù)誤差。
里氏硬度計維護保養(yǎng)方法如下:
①沖擊裝置
在使用1000—2000次后,要用尼龍刷清理沖擊裝置的導(dǎo)管及沖擊體,清潔導(dǎo)管時先將支承環(huán)旋下,再將沖擊體取出,將尼龍刷以逆時針方向旋入管內(nèi),到底后拉出,如此反復(fù)5次,再將沖擊體及支承環(huán)裝上;
使用完畢后,應(yīng)將沖擊體釋放;
沖擊裝置內(nèi)嚴(yán)禁使用各種潤滑劑。
②正常維修程序
當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度塊進行檢定時,誤差均大于2HRC時,可能是球頭磨損失效,應(yīng)考慮更換球頭或沖擊體。
當(dāng)硬度計出現(xiàn)其它不正常現(xiàn)象時,請用戶不要拆卸或調(diào)節(jié)任何固定裝配之零部件,填妥保修卡后,交由我公司維修部門,執(zhí)行保修條例。
③非保修器件
外殼(上蓋、下蓋、打印倉蓋、電池倉蓋、支架)、電池
沖擊球頭、支撐環(huán)、探頭線、鍵膜
里氏硬度計要定期檢查的,檢定周期一般不超過一年。使用單位可根據(jù)實際情況進行日常檢查。
維修項目(品牌不限):
1、數(shù)顯卡尺:出現(xiàn)的精度不準(zhǔn)或貼面不平,外量爪嚴(yán)重磨損、較大間隙,推手損壞,顯示數(shù)字不全或缺畫,滑動不順、尺身磨損、深度尺磨損、部件遺失等.
2、量表:表盤量表,出現(xiàn)的精度不準(zhǔn),指針亂跳、不歸零,表蓋損壞、主測桿變形無法上下滑動、主齒輪缺齒或磨損、油絲變形或損壞等。
3、杠桿表:出現(xiàn)的精度不準(zhǔn),指針亂跳、不歸零,表蓋損壞,油絲變形、樞軸損壞、扇形齒輪定位針損壞、中心軸損壞等。
4、投影儀:精度不準(zhǔn),X軸內(nèi)部軸承嚴(yán)重磨損,投影儀視像模糊,目鏡、光學(xué)鏡頭組模糊,測量工作臺X/Y軸絲桿、導(dǎo)軌有銹漬,長期缺少保養(yǎng)等。
5、工具顯微鏡:光學(xué)成像不清楚、十字線偏移、上下升降不順暢通無阻、機臺長期缺少保養(yǎng)、X,Y軸信號傳輸異常、顯示數(shù)值調(diào)、上、下燈源供電電路損壞、X,Y軸量程不足等。
6、影像測量儀:精度不準(zhǔn),X軸內(nèi)部軸承嚴(yán)重磨損,導(dǎo)軌有銹漬,長期缺少保養(yǎng),上燈源亮度不夠或不亮、底燈不亮、X、Y軸數(shù)據(jù)同步跳動等。
7、投影儀電子測頭、工具顯微鏡電子微分頭時,數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、排線斷、按鍵損壞或按鍵失控、等。
8、高度尺:附表高度尺,手柄齒輪磨損,無法正常上、下提升,精度不準(zhǔn),指針不歸零,指針斷到,表盤數(shù)字無法轉(zhuǎn)動等。數(shù)顯高度尺,無法正常顯示,手柄齒輪磨損,無法正常上、下提升,精度不準(zhǔn)等。
9、恒溫恒濕:不加熱,不制冷,開不了機,控制器損壞,溫濕度示值誤差。開機無啟動。
10、曲線荷重儀器:荷重元更換,示值誤差,電機故障不能上下升降,軟件升級更換,等。
維克氏硬度計〈HV〉:用于鐵板、鋼板、五金零件等表面硬度之檢測。任何型式之維克氏、維小維克氏均可加裝自動量測系統(tǒng),以計算機擷取壓痕影像,自動測試HV值,減少人為視差。量測精度高,速度快,打點、、量測、打印,一氣呵成。