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分析里氏硬度計的正確使用
里氏硬度計具有易攜帶、測量范圍寬、操作方便等特點,尤其對一些不易搬動或在精加工后要求復測硬度的零件特別有用。為了讓操作者正確掌握里氏硬度計的使用方法, 避免企業之間由于里氏硬度計所測數據產生的硬度糾紛, 島韓實業對里氏硬度計的正確使用談幾點看法, 供大家一起探討。
一、使用里氏硬度計檢測工件硬度
硬度, 應統一用里氏硬度值進行比對國家質量技術監督局已于1998年頒布國家標準GB/T17394《金屬里 氏 硬 度 試 驗 法 》（ 以 下 簡 稱GB/T17394）, 但大部分企業仍習慣在工藝圖紙中采用傳統的布氏、洛氏、維氏、肖氏硬度來標注工件硬度, 而操作者也往往以里氏硬度計上顯示的布、洛、維、肖硬度值來判斷工件硬度合格與否。實際上, 里氏硬度計上顯示的布、洛、維、肖硬度值都是換算值。既然是換算值, 就存在換算誤差, 其換算誤差大小取決于裝入機內的換算表的換算準確度。目前, 裝入國內廠家生產的里氏硬度計機內的換算表, 有的采用國外（ 主要是瑞士） 的普通換算表, 有的采用部分修正后的國外換算表, 各自的換算準確度有一定差異。因此, 企業之間采用不同廠家生產的里氏硬度計對同一試樣進行檢測時, 即使測得的是同一個里氏硬度值, 也可能顯示不同的布、洛、維、肖硬度值。只有企業之間同時采用里氏硬度值進行比對, 才能在量值上得到統一。
二、正確地選擇與換算值相關的參數
目前, 國內銷售、生產的里氏硬度計都帶有自動換算功能, 顯示的換算硬度值主要由兩個參數決定: 沖擊裝置類型和被測材料。里氏硬度計沖擊裝置的型號有D、DC、D+15、G、E、C型六種, 除D和DC型兩種的沖擊頭質量和沖擊能量相同外, 其他的都不一樣。對同一試樣用不同的沖擊裝置進行檢測, 會得到不同的里氏硬度值。GB/T17394中已明確規定了不同類型沖擊裝置測定的里氏硬度值的標注方法及換算成其他硬度值的正確標注方法, 應加以區分, 避免相互混淆。此外, 金屬里氏硬度試驗法與金屬肖氏硬度試驗法一樣,同屬一種動態硬度試驗法, 它與被測材料的彈性模數有著密切關系。對不同彈性模數的材料, 假如用靜態試驗硬度試驗方法測得的是同一個硬度值, 但是用里氏硬度試驗法進行檢測, 得到的里氏硬度值卻大不一樣。如布氏硬度同為130HB的鑄鋁合金和銅鋅合金兩塊試樣, 由于它們的彈性模數不一樣, 用D型沖擊裝置測得的里氏硬度值就不同,分別為498HLD和460HLD。
目前, 國內里氏硬度換算表包括的金屬材料分為鋼與鑄鋼、灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋁合金、銅鋅合金、銅鋁合金及銅錫合金、純銅及低銅合金七大類。特別要指出的是, 對于里氏—布氏換算值, 如被測材料是黑色金屬, 得到的布氏硬度值應滿足的條件是, 布氏硬度計的載荷與鋼球直徑的關系應滿足F=30D2; 如被測材料是有色金屬,得到的布氏硬度值應滿足的條件是布氏硬度計的載荷與鋼球直徑的關系應滿足F=10D2。對于特定材料, 欲將里氏硬度值較準確地換算成 其 他 硬 度 值 , 必 須 按 照 GB/T17394中的要求, 與所要得到換算值的硬度試驗方法做對比試驗后,才能得到相應的換算關系。
三、試樣處理
試樣處理的正確與否, 直接影響到被測硬度值的準確性和重復性。
1.試樣表面的處理
盡管里氏硬度試驗法對試樣表面的要求并不像其他硬度試驗法那樣高, 但過于粗糙的試樣表面會使測得的里氏硬度值偏低, 示值的重復性也較差。同時, 試樣表面的氧化皮會使沖擊頭中的碳化鎢球過快磨損, 降低使用壽命。因此, 在檢測前,應首先用砂輪打磨掉被測表面的氧化層, 然后用砂紙進行打磨, 使試驗面露出金屬光澤。
2.試樣的質量 和厚 度應 滿足GB/T17394中規定的要求
盡管里氏硬度計的沖擊能量較小, 但沖擊頭沖擊試樣表面瞬間產生的沖擊力卻很大, D型沖擊裝置達900N, G型沖擊裝置達2500N。質量較小和厚度較薄的試樣在大沖擊力的作用下, 會產生移動和變形, 測得的里氏硬度值會偏低。GB/T17394中對這類試樣的處理已作了要求。筆者現根據多年實踐, 對采用耦合處理的試樣再作兩點補充: *, 做耦合用的基臺質量應大于5kg, 耦合面應平整、光滑; 第二, 耦合劑可采用企業就地可取的黃油或凡士林, 兩者中凡士林的耦合效果相對較好些。耦合劑使用量不宜過多, 在試樣和基臺的耦合面上薄薄地涂上一層耦合劑, 然后將兩耦合面耦合并反復作圓周研磨動作, 直至手中產生兩金屬面有接觸的感覺, 而且研磨動作也感覺有些吃力, 這時就可對試樣進行硬度試驗。如果耦合處理得不好, 會產生較低的里氏硬度值。
四、試驗前用標準里氏硬度塊對里氏硬度計進行校準
標準里氏硬度塊是里氏硬度量傳的標準。使用者除了對硬度計進行周期檢定外, 在每次試驗前應該用標準里氏硬度塊對里氏硬度計進行校準。