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    影响洛氏硬度计标准的几大因素

    2014-02-13 17:33:32
    洛氏硬度计由于载入杠杆比不正确,刀口磨损,载入机构摩擦力大,砝码摩擦,主轴倾斜,加载方法不正确等原因,都会造成主试验力不准确。
      刀口磨损会使每次加载的杠杆比变化,造成主试验力不正确,这种误差一般无规律性,测量结果忽高忽低,使硬度计重复性超差。
      由于砝码摩擦,载入机构摩擦力大,载入杠杆比不正确等原因造成的主试验力不正确,测量误差一般是有规律的,或者是高中低硬度均为负误差,或者均为正误差。
      由洛氏硬度计算公式可知,主试验力越大,压入深度越大,测量结果则偏低,反之则偏高。实验证明,主试验力变化10N,测量结果就变化0•2~0•3HRC
      由于总试验力是初试验力和主试验力两者的和,两者同时增大或减少时对测量结果的影响是相反的,且影响量大小不一,因此,当初试验力和主试验力同时出现误差时,有可能造成硬度计线性超差,例如高硬度正误差,低硬度负误差,或者相反。
      3 压头的影响
      压头是硬度计的关键测量部件,国内外的研究报告均表明,压头的几何形状对硬度测量结果影响很大。
      对于钢球压头,其直径是影响硬度测量结果的重要因素,当钢球直径大于标准直径时,硬度测量结果会偏高,反之则偏低。此外,钢球压头长期使用,其表面会磨损,或者由于保养不好出现锈蚀,这些原因都会造成测量结果偏高。同样,在对于金刚石压头,当锥顶角大于标准值时,接触面增大,压入深度变小,造成硬度测量结果偏高,反之则偏低。压头损坏造成的测量误差也是最大的,通常是几个洛氏单位以上。
      洛氏硬度计由于压头属于易损部件,在日常使用时,应该定期检查压头的磨损情况,钢球压头可以使用放大镜直接观察钢球表面的光洁度,以及是否有锈蚀。金刚石压头则应使用显微镜检查压头顶端是否有崩裂或缺损。计量检定人员在现场检定时,也应该备有标准的替换压头,必要时可以进行替换检定。
      在试验过程中,压头安装是否正确,有无松动或倾斜等现象,也是影响测量结果的重要原因。在更换压头时,如果将压头装在主轴后直接拧紧紧固螺丝,则压头和主轴之间容易由于油污或压紧力不够,产生一定的间隙,每次加载,压头就被压紧,压头与主轴间的间隙也相应缩小,该位移值会造成测量结果偏低。因此,正确安装压头的步骤应该是:将压头装在主轴上,正常加载,然后将压头的紧固螺丝松开,再重新拧紧,最后卸载,这样的目的是使压头和主轴能够紧密接合。根据经验,由于压头安装引起的误差,可达0•3~0•6HR之间。
      4 测量机构的影响
      测量部件的机械摩擦力,指示表的准确度,测量杠杆比的比例以及机械部件的灵活性等都对测量结果产生较大的影响。如果测量机构产生0•002mm的误差,就会使洛氏硬度出现12个单位的误差,因此,测量机构必须保证在正常的工作状态,对测量杠杆、指示表等部件要做好日常保养,防止出现锈蚀、松动等现象,同时注意,测量杠杆的轴承和指示表的测量杆等部位不能添加任何润滑机油。
      5 主试验力施加速度的影响
      加荷速度过快,会产生冲击力,使试样的塑性变形不完全,造成测量结果偏低,同时容易损坏压头。加荷速度对高硬度试样影响较大,对低硬度试样影响很小。试验表明,主试验力施加速度每变化2s,会对高硬度产生0•1~0•2HR的影响。
      6 总试验力保持时间的影响
      总试验力保持时间对硬度测量结果也有影响,因此在国内外的硬度试验标准中,对测量各种硬度的总试验力保持时间都有明确的规定。一般来说,总试验力保持时间越长,硬度测量结果越低,而且对低硬度的影响较大,对高硬度的影响较小。试验表明,总试验力保持时间变化5s,会对低硬度产生0•1~0•3HR的影响。
      7 试样的影响
      试样的光洁度、平面性等都会对测量结果产生影响。
      试样表面的光洁度对硬度测量结果有较大影响,一般来说,光洁度较高的试样硬度测量结果偏低。此外,由于试样的平面性不好,或者表面有腐蚀或油污等也会使测量结果偏低。
      另外,在试样与硬度计工作台之间加垫块或支撑块也有可能会对测量结果造成影响。根据洛氏硬度计的标准,硬度计工作台的硬度应该在55HRC以上,部分企业由于需要测量的零件形状不规则,会另外加工一些垫块或支撑块,但如果垫块硬度不够或者几何形状不正确等,就会影响测量结果。
      8 其它原因的影响
      硬度计安装不水平、现场环境温度过高或过低、硬度计机架弹性变形、工作台表面锈蚀、硬度计主轴变形等都会对测量结果造成影响。
      虽然影响硬度计准确度的因素较多,但只要仔细观察分析,可以很快确定其原因。首先,要看误差是否有规律性,例如高中低硬度的误差是否同一方向,并且由高至低逐渐增大,然后看误差是正还是负。最后看测量的重复性,根据这几个条件,就基本可以判断产生误差的原因了。



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