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                  上海蒲柘光电仪器有限公司

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                  技术文献

                  洛氏硬度计知识及维护保养

                  日期:2014-05-23 09:30:16

                  一、洛氏硬度计标准
                  我厂洛氏硬度计符合以下各个标准:
                  1、国际标准最新版本:
                  ISO 6508-1:1999金属材料   洛氏硬度试验   第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T)标尺
                  ISO 6508-2:1999金属材料     洛氏硬度试验    第2部分:硬度计的检验与校准(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T)标尺
                  ISO 6508-3:1999金属材料    洛氏硬度试验    第3部分:标准硬度块的标定(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T)标尺
                  2、国家新标准:
                  GB/T 230.1-2004       金属洛氏硬度试验   第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T)标尺
                  GB/T 230.2-2002       金属洛氏硬度试验   第2部分:硬度计的检验与校准(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T)标尺
                  GB/T 230.3-2002       金属洛氏硬度试验   第3部分:标准硬度块的标定(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T)标尺

                  二、洛氏硬度实验原理
                  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:
                  洛氏硬度计原理图

                  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—压头位置洛氏硬度值按下式计算:
                  洛氏硬度计原理图
                  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120°金刚石圆锥和直径1.5875mm、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120°金刚石圆锥和直径1.587mm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、HR15N、HR30T、HR45T。

                  三、洛氏硬度试验条件

                  1、 洛氏硬度标尺、实验力、压头、硬度范围及材料对照表:

                  洛氏硬度标尺 硬度 
                  符号
                  压头类型 初试验力 
                  F0(N)
                  主试验力 
                  F1(N)
                  总试验力
                  F0+ F1(N)
                  适用范围 测定材料
                  A HRA 120°金刚石圆锥 98.07 490.3 588.4 20~88HRA 硬质合金
                  很薄很硬的钢材
                  表面硬化层较薄的硬化钢
                  B HRB 1.5875mm钢球 98.07 882.6 980.7 20~100HRB 低碳钢
                  软金属
                  铜合金
                  铝合金
                  可锻铁
                  C HRC 120°金刚石圆锥 98.07 1373 1471 20~70HRC 一般钢材
                  硬度较高的铸件
                  珠光体
                  可锻铁
                  淬火+回火的合金钢
                  D HRD 120°金刚石圆锥 98.07 882.6 980.7 40~77HRD 薄钢材
                  表面硬化钢材
                  珠光体
                  可锻铁
                  E HRE 3.175mm钢球 98.07 882.6 980.7 70~100HRE 铸铁
                  较小铝合金
                  镁合金
                  轴承合金
                  F HRF 1.5875mm钢球 98.07 490.3 588.4 60~100HRF 硬度较低的有色金属(退火铜合金)
                  软质薄合金板
                  G HRG 1.5875mm钢球 98.07 1373 1471 30~94HRG 可锻铁
                  铜-镍-锌
                  铜-镍合金
                  H HRH 3.175mm钢球 98.07 490.3 588.4 80~100HRH 硬度很低的有色金属、轻金属像(铝、锌、铅)
                  K HRK 3.175mm钢球 98.07 1373 1471 40~100HRK 轴承合金及较软的金属或薄材

                  2、表面洛氏硬度标尺技术条件

                  表面洛氏 
                  硬度标尺
                  硬度
                  符号
                  压头类型 初试验力F0(N) 主试验力F1(N) 总试验力
                  F0+ F1(N)
                  适用范围
                  15N HR15N 120°
                  金刚石圆锥
                  29.42 117.7 147.1 70~94HR15N
                  30N HR30N 264.8 294.2 42~86HR30N
                  45N HR45N 411.9 441.3 20~77HR45N
                  15T HR15T 1.5875mm
                  钢球
                  29.42 117.7 147.1 67~93HR15T
                  30T HR30T 264.8 294.2 29~82HR30T
                  45T HR45T 411.9 441.3 10~72HR45T

                  四、洛氏硬度式样或实验层最小厚度
                  硬度值
                  标尺
                  20 30 40 50 60 70 77 80 88 90 94 100
                  A(mm) 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.46 0.4 0.24 - - -
                  B(mm) 3.3 3.0 2.7 2.4 2.1 1.8 1.59 1.5 1.26 1.2 1.08 0.9
                  C(mm) 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 - - - - - -
                  D(mm) - - 1.2 1.0 0.8 0.6 0.46 - - - - -
                  E(mm) - - - - - 1.8 1.59 1.5 1.26 1.2 1.08 0.9
                  F(mm) - - - - 2.1 1.8 1.59 1.5 1.26 1.2 1.08 0.9
                  G(mm) - 3.0 2.7 2.4 2.1 1.8 1.59 1.5 1.26 1.2 1.08 -
                  H(mm) - - - - - - - 1.5 1.26 1.2 1.08 0.9
                  K(mm) - - 2.7 2.4 2.1 1.8 1.59 1.5 1.26 1.2 1.08 0.9
                    洛氏硬度-式样最小厚度关系图
                  洛氏硬度-式样最小厚度关系图

                  洛氏硬度-式样最小厚度关系图

                  五、洛氏硬度实验最小间距
                  在洛氏硬度实验中,适当的保持压痕之间的距离或压痕距式样边缘的距离,对于获得正确的实验结果是十分重要的。
                  在ISO 6508-1中,对洛氏硬度实验和表面洛氏硬度实验压痕间距的规定是相同的:
                  两相邻压痕中心之间距离至少应为压痕直径的4倍,但不应小于2mm;
                  任意压痕中心距式样边缘距离应为压痕直径的2.5倍,但不小于1mm。

                  六、洛氏硬度的范围
                  HRA(金刚石圆锥压头)20~88
                  HRC(金刚石圆锥压头)20~70       
                  HRB(直径1.588mm钢球压头)20~100

                  七、洛氏硬度实验对试样表面的要求
                  对洛氏硬度试样表面的规定有两点,一点是尽可能保证试验面是平面,这主要是针对加工的试样而言,由于洛氏硬度计硬度测量原理是通过测量压痕深度而计算硬度值的,所以理想的表面是平面。然而对于许多工件和半成品来说可能是曲面,曲面上测得的洛氏硬度值误差要比平面上大,这一方面是曲面修正值本身是近似的。另一方面,压头轴线应在曲面最高的点试验,对中的偏差也往往是造成曲面硬度值误差较大的原因。另一点要求是表面粗糙度,过于粗糙的试样表面会使测定的洛氏硬度值偏低和数据分散度加大,因此标准中规定为表面粗糙度(Ra)不大于0.8um,尤其对于进行机加工的试样。在对一些工件的洛氏硬度测量中由于表面不能加工使表面粗糙度(Ra)达不到0.8um,此时应注意试验结果的准确性。
                  式样表面粗糙度的增加表明微观上表面的凹凸不平幅度变大,在相同试验力的作用下压头压入深度更大些,因此在较粗糙的式样上反映出的洛氏硬度值偏低。

                  八、洛氏硬度实验对试验力施加保持时间的规定
                  1.使压头与试样表面接触,无冲击震动地施加初试验力F0,初始试验力保持时间 不应超过3s。
                  2.无冲击和振动地将测量装置调整至基准位置,从初始试验力F0施加至主试验力的时间应在1s~8s之内。
                  3.总试验力F保持时间为4s±2s。

                  九、洛氏硬度实验结果的表示
                  A、 C和D标尺洛氏硬度用硬度数、符号HR和使用的标尺字母表示。
                  示例:59HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度值为59。
                  B、E、F、G、H和K标尺洛氏硬度用硬度数,符号HR,使用的标尺及球压头符号(钢球为S,硬质合金球为W)表示。
                  示例:60HRBW表示用硬质合金球压头在B标尺上测得的洛氏硬度值为60。

                  十、洛氏硬度计的日常维护和保养
                  硬度计是集机械、液晶、电子电路技术于一身的高科技产品。与其他精密电子产品一样,在我们的精心维护下,它的性能才能得到充分发挥,使用寿命才能更长。现在为大家介绍一下在日常的使用过程中如何对它进行维护与保养。
                  1、 应把硬度计安装在干燥、无腐蚀介质和无震动的场所,以确保仪器的精度不受损害,并保证试验过程的平稳和读数的可靠性。
                  2、搬运硬度计时必须卸下砝码和压头,并在压头座与样品台之间夹防震胶垫。
                  3、定期在丝杠与手轮的接触面注入少量机油,以保操作的灵活性。
                  4、在试验过程中,不允许用手去摸动被试零件,以免造成试验结果的不准确,或损坏其金刚石锥体压头。
                  5、用本机携带的标准硬度块定期检查硬度计精度。
                  1)将工作台及标准硬度块擦净,在硬度块工作面进行试验,决不允许在支承面试验。
                  2)硬度计使用前,应将丝杠顶面和工作台上端面擦净。
                  3)如发现硬度示值误差较大:
                  ① 可拿下工作台,检查其与丝杠接触面是否清洁;
                  ② 检查丝杠?;ぬ资欠穸テ鸸ぷ魈?;
                  ③ 检查压头是否损坏。
                  4)在标准硬度块不同位置试验时,硬度块应在工作台上拖动,不应拿离工作台。
                  6、 硬度计在使用过程中,不应该频繁地进行开关。
                  7、仪器应定期进行核查,并周期进行检定。
                  8、硬度计的维修
                  硬度计属于精密电子产品,当它发生故障时,不要擅自开机检查,而应该向专业的技术人员寻求帮助。这就要求我们在选购硬度计时要将硬度计的售后服务了解清楚。
                  9、硬度计长时间不使用时,应用防尘罩将机器盖好。

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