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(yàn)力后，在初試驗(yàn)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(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(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(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(xiàng)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)計工作臺，使工作臺和壓頭同心。

初步檢測

在檢驗(yàn)洛氏硬度計以前，應(yīng)對其進(jìn)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(yàn)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(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，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(jìn)行檢查。主軸和墊塊材質(zhì)的洛氏硬度不應(yīng)低于 60 HRC。測量裝置的讀數(shù)(施加著初試驗(yàn)力)，在硬度計大主試驗(yàn)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(yàn)力的校準(zhǔn); 對于初試驗(yàn)力F0和所使用的每一個總試驗(yàn)力F均應(yīng)進(jìn)行測量，只要可能，就應(yīng)在試驗(yàn)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(yàn)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(yàn); 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)*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(jìn)行檢驗(yàn)。測量應(yīng)至少在四個等間隔的截面進(jìn)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(jìn)行檢驗(yàn)

4.試驗(yàn)循環(huán)時問的檢驗(yàn)。試驗(yàn)循環(huán)時間應(yīng)與GB/T 230.1 規(guī)定的試驗(yàn)循環(huán)時間一致，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 硬度計長時間不使用時，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(hù)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(yàn)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(jī) 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(jī)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(jī)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(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，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(jìn)行核查，并周期進(jìn)行檢定。