使用金属洛氏硬度计时你需要了解的知识

2020.4.17

　　使用金属洛氏硬度计时你需要了解的知识

　　洛氏硬度计工作原理

　　在规定条件下，将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）分2个步骤压入试样表面。卸除主试验力后，在初试验力下测量压痕残余深度h。以压痕残余深度h代表硬度的高低。洛氏硬度试验原理如图所示。

　　1—在初始试验力F0下的压入深度；2—在总试验力F0+F1下的压入深度；3—去除主试验力F1后的弹性回复深度；4—残余压入深度h；5—试样表面；6—测量基准面；7—压头位置

　　下图：洛氏硬度试验原理图

　　洛氏硬度值按下式计算：

　　N－常数，对于A、C、D、N、T标尺，N=100；其他标尺，N=130；

　　h－残余压痕深度，mm；

　　S－常数，对于洛氏硬度，S=0.002mm，对于表面洛氏硬度，S=0.001mm。每一洛氏硬度单位对应的压痕深度，洛氏硬度为0.002mm，表面洛氏硬度为0.001mm。压痕越浅，硬度越高。洛氏硬度试验分为2种，一种是普通洛氏硬度试验，一种是表面洛氏硬度试验。洛氏硬度试验采用1200金刚石圆锥和1.588mm、3.175mm钢球三种压头，采用60kg、100kg、150kg三种试验力，它们共有九种组合，对应于洛氏硬度的九个标尺，即HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH、HRK。表面洛氏硬度试验采用1200金刚石圆锥和1.588mm钢球2种压头，采用15kg、30kg、45kg三种试验力，它们共有六种组合，对应于表面洛氏的六个标尺，即HR15N、HR30N、HR45N、HR15T、HR30T、HR45T。

　　常见问题及误差分析

　　1、不同的表面光洁度在洛氏硬度测试时，表现出不同的影响。表面光洁度愈低，高硬度测试时其硬度愈高，反之硬度越低，有刀痕的粗糙表面，淬火时首先快冷却，或很坚硬的表层，硬度值就高。反之，调质件高温回火时，有刀痕的表层组织先转变，抗回火的能力小，硬度值就低。在测试表面光洁度Δ7以下的零件时，必须使用废砂轮精磨，再用锉刀锉磨光滑，或用细的手砂轮磨光，然后揩擦干净。

　　2、热处理零件表面有盐渍、沙子等物，当加负荷时，零件会产生滑移，若有油腻存在，金刚头压入时起润滑作用，减小磨擦，增加压深。这两项原因使所测硬度值偏低。零件测试的部位氧化皮蔬松层薄的硬度值降低，氧化皮致密层厚的硬度值增高。对欲测硬度的零件必须去除氧化皮，揩擦干净，不得有脏物。

　　3、斜面（或锥度）、球面及圆柱体零件对硬度测试的误差较平面大。当压头压入这种零件表面时，压入处四周的抗力比平面小，甚至有偏离、滑移的现象，压深增大，硬度降低。曲率半径愈小，斜度愈大，硬度数值的降低愈显著。金刚石压头也容易损坏。对这类零件要设计专用工作台，使工作台和压头同心。

　　初步检测

　　在检验洛氏硬度计以前，应对其进行检查以保证；

　　1.硬度计安装正确；

　　2.压头主轴在其导向体中能够滑动；

　　3.压头柄牢固地安装在主轴孔中；

　　4.试验力的施加和卸除无冲击或振动，且不影响读数；

　　5.试样的位移或机架的变形不影响读数。当带有将试样锁固到机架上面部件的锁紧装置时，其锁紧力应超过总试验力。机架变形的影响可通过给主轴装上一个端面为球形的压头(直径不小于10mm)，来代替原压头，经过垫块压在试台 L(当带锁紧装置时要用锁紧装置压住垫块再压在试台上)进行检查。主轴和垫块材质的洛氏硬度不应低于 60 HRC。测量装置的读数(施加着初试验力)，在硬度计大主试验力施加前和卸除后，对不带锁紧装置的硬度计二者相差不应超过1. 5洛氏单位；对带锁紧装置的硬度计相差不应超过0.5洛氏单位。

　　直接校准

　　1.试验力的校准；对于初试验力F0和所使用的每一个总试验力F均应进行测量，只要可能，就应在试验过程中主轴的整个移动范围内以一定的间隔在其至少三个位置上做上述力的测量。初试验力应至少保持2s。用符合(GB/T 13634规定的1级标准测力仪测量）。

　　2.压头的检验；与0.3mm压入深度范围相对应的金刚石圆锥面和顶端球面应抛光，两个面的结合应完全相切，并应无表面缺陷。压头的形状可通过直接测量或通过测量其在投影屏上的投影进行检验。测量应至少在四个等间隔的截面进行。

　　3.压痕深度测量装置的校准；压痕深度测量装置应通过以增加硬度值的方向使压头产生已知的递增移动量，在不少于三个间隔(包含与常用标尺的低和高硬度相对应的间隔)上进行检验

　　4.试验循环时问的检验。试验循环时间应与GB/T 230.1 规定的试验循环时间一致，并应进行调整使其不确定度在 0.5s以内。

　　维护与保养

　　1 硬度计长时间不使用时，应用防尘罩将机器盖好。

　　2 定期在丝杠与手轮的接触面注入少量机油。

　　3 硬度计使用前，应将丝杠顶面和工作台上端面擦净。

　　4 如发现硬度示值误差较大：

　　4.1可拿下工作台，检查其与丝杠接触面是否清洁；

　　4.2检查丝杠保护套是否顶起工作台；