使用金屬洛氏硬度計(jì)時(shí)你需要了解的知識(shí)

洛氏硬度計(jì)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(gè)步驟壓入試樣表面。卸除主試驗(yàn)力后，在初試驗(yàn)力下測(cè)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(yàn)原理如圖所示。

1—在初始試驗(yàn)力F0下的壓入深度；2—在總試驗(yàn)力F0+F1下的壓入深度；3—去除主試驗(yàn)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(cè)量基準(zhǔn)面；7—壓頭位置

下圖：洛氏硬度試驗(yàn)原理圖

洛氏硬度值按下式計(jì)算：

N－常數(shù)，對(duì)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(duì)于洛氏硬度，S=0.002mm，對(duì)于表面洛氏硬度，S=0.001mm。每一洛氏硬度單位對(duì)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(yàn)分為2種，一種是普通洛氏硬度試驗(yàn)，一種是表面洛氏硬度試驗(yàn)。洛氏硬度試驗(yàn)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(yàn)力，它們共有九種組合，對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的九個(gè)標(biāo)尺，即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度試驗(yàn)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(yàn)力，它們共有六種組合，對(duì)應(yīng)于表面洛氏的六個(gè)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(cè)試時(shí)，表現(xiàn)出不同的影響。表面光潔度愈低，高硬度測(cè)試時(shí)其硬度愈高，反之硬度越低，有刀痕的粗糙表面，淬火時(shí)首先快冷卻，或很堅(jiān)硬的表層，硬度值就高。反之，調(diào)質(zhì)件高溫回火時(shí)，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(cè)試表面光潔度Δ7以下的零件時(shí)，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(shí)，零件會(huì)產(chǎn)生滑移，若有油膩存在，金剛頭壓入時(shí)起潤(rùn)滑作用，減小磨擦，增加壓深。這兩項(xiàng)原因使所測(cè)硬度值偏低。零件測(cè)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(duì)欲測(cè)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(duì)硬度測(cè)試的誤差較平面大。當(dāng)壓頭壓入這種零件表面時(shí)，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(duì)這類零件要設(shè)計(jì)專用工作臺(tái)，使工作臺(tái)和壓頭同心。

初步檢測(cè)

在檢驗(yàn)洛氏硬度計(jì)以前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查以保證;

1.硬度計(jì)安裝正確;

2.壓頭主軸在其導(dǎo)向體中能夠滑動(dòng);

3.壓頭柄牢固地安裝在主軸孔中;

4.試驗(yàn)力的施加和卸除無沖擊或振動(dòng)，且不影響讀數(shù);

5.試樣的位移或機(jī)架的變形不影響讀數(shù)。當(dāng)帶有將試樣鎖固到機(jī)架上面部件的鎖緊裝置時(shí)，其鎖緊力應(yīng)超過總試驗(yàn)力。機(jī)架變形的影響可通過給主軸裝上一個(gè)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(tái) L(當(dāng)帶鎖緊裝置時(shí)要用鎖緊裝置壓住墊塊再壓在試臺(tái)上)進(jìn)行檢查。主軸和墊塊材質(zhì)的洛氏硬度不應(yīng)低于 60 HRC。測(cè)量裝置的讀數(shù)(施加著初試驗(yàn)力)，在硬度計(jì)大主試驗(yàn)力施加前和卸除后，對(duì)不帶鎖緊裝置的硬度計(jì)二者相差不應(yīng)超過1. 5洛氏單位;對(duì)帶鎖緊裝置的硬度計(jì)相差不應(yīng)超過0.5洛氏單位。

直接校準(zhǔn)

1.試驗(yàn)力的校準(zhǔn); 對(duì)于初試驗(yàn)力F0和所使用的每一個(gè)總試驗(yàn)力F均應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，只要可能，就應(yīng)在試驗(yàn)過程中主軸的整個(gè)移動(dòng)范圍內(nèi)以一定的間隔在其至少三個(gè)位置上做上述力的測(cè)量。初試驗(yàn)力應(yīng)至少保持2s。用符合(GB/T 13634規(guī)定的1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀測(cè)量）。

2.壓頭的檢驗(yàn); 與0.3mm壓入深度范圍相對(duì)應(yīng)的金剛石圓錐面和頂端球面應(yīng)拋光，兩個(gè)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(cè)量或通過測(cè)量其在投影屏上的投影進(jìn)行檢驗(yàn)。測(cè)量應(yīng)至少在四個(gè)等間隔的截面進(jìn)行。

3.壓痕深度測(cè)量裝置的校準(zhǔn); 壓痕深度測(cè)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(dòng)量，在不少于三個(gè)間隔(包含與常用標(biāo)尺的低和高硬度相對(duì)應(yīng)的間隔)上進(jìn)行檢驗(yàn)

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

維護(hù)與保養(yǎng)

1 硬度計(jì)長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，應(yīng)用防塵罩將機(jī)器蓋好。

2 定期在絲杠與手輪的接觸面注入少量機(jī)油。

3 硬度計(jì)使用前，應(yīng)將絲杠頂面和工作臺(tái)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(tái)，檢查其與絲杠接觸面是否清潔；

4.2檢查絲杠保護(hù)套是否頂起工作臺(tái)；

4.3檢查壓頭是否損壞。

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

6 用本機(jī)攜帶的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊定期檢查硬度計(jì)精度。

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

6.2 若示值誤差較大， 除按本節(jié)第四項(xiàng)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(yàn)時(shí)，硬度塊應(yīng)在工作臺(tái)上拖動(dòng)，不應(yīng)拿離工作臺(tái)。

7 本儀器應(yīng)定期進(jìn)行核查，并周期進(jìn)行檢定。