洛氏硬度計是當前硬度測量的主要工具,基于工業(yè)精細化生產(chǎn)的要求,提高硬度測量精度,降低洛氏硬度計誤差是當前洛氏硬度計質(zhì)量檢測的重要內(nèi)容。
洛氏硬度計具有簡單的操作特性,尤其是洛氏硬度計能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測材料的快速測量,因此洛氏硬度計在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應用價值。然而由于洛氏硬度計的負荷較小,因此對工件表面的要求比較嚴格,因此在實踐中洛氏硬度計的計量會存在誤差,所以基于精密化工業(yè)發(fā)展需要,需要正視洛氏硬度計檢測中所存在的誤差,并且加以改進,以此提高我國洛氏硬度計測量質(zhì)量。
洛氏硬度計是檢測材料和零件硬度較精密的計量儀器,屬于壓入法硬度計,主要包括機架、加荷機構、壓頭以及測量裝置等。機架是硬度計所有零部件的支撐體,是洛氏硬度計工作的重要基礎支撐,主要分為門式和懸臂式結構;加荷機構則是對被檢測材料的檢測力裝置,例如洛氏硬度計就是利用杠桿機構產(chǎn)生檢測力的;測量裝置。洛氏硬度檢測屬于機械式,因此測量工具選擇的是專用百分表;壓頭是硬度試驗中的重要部件,壓頭的質(zhì)量關系到檢測示值的準確與否,根據(jù)不同的檢測對象對壓頭的材料有著不同的要求。
洛氏硬度計的檢測工作原理就是:在進行洛氏硬度計檢測的時候,首先采取120°金剛石圓錐或硬質(zhì)合金球(規(guī)定直徑)作為壓頭,在初始試驗力F0作用下,再加上主試驗力F1,在總試驗力F作用下,將壓頭壓入試樣表面。之后卸除主試驗力,在保留初始試驗力F0測量壓痕深度殘余增量e,100(或130)減去e值(e值以0.002mm為單位)即為洛氏硬度值。
加強對洛氏硬度計檢測質(zhì)量控制對提高其工作效率,提高檢測數(shù)值的精確度具有重要的意義。結合相關實踐經(jīng)驗,在洛氏硬度計計量檢測中存在以下誤差,具體表現(xiàn)在:
為準確分析洛氏硬度計直接校準和間接校準的區(qū)別,按照《洛氏硬度計檢定規(guī)程》要求對其進行試驗,如果采取一一校對的方式對洛氏硬度計的各項指標進行校對,例如對壓痕裝置的主軸位移等進行校對得出的結果與相關規(guī)定的標準是完全一致的。
但是如果洛氏硬度計的標尺高硬度值是60±2,中硬度值是45±2,低硬度值是30±2,在上述情況下對這些值進行間接的校對,則會出現(xiàn)以下問題:
①標尺的三種的硬度值不相同,但是其偏差指向都一樣。②高硬度值偏差正,低硬度值偏差負。③高硬度值正偏差,低硬度值負偏差。當②③問題同時出現(xiàn)時,那么測量杠桿后的出的數(shù)值是不理想的修正數(shù)值,如果根據(jù)上述數(shù)字進行修正,要注意修正度,如果出現(xiàn)過度修正的話則會對洛氏硬度計檢測的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響,造成洛氏硬度計的可靠性下降。
由于洛氏硬度計在具體的操作中具有使用靈活的特點,而洛氏硬度計測量主要是通過測力傳感器以及位移傳感器完成的,因此需要經(jīng)過伺服電機的控制才能實現(xiàn)測量。
根據(jù)實踐檢測,在校對洛氏硬度計的數(shù)值時會存在以下兩種情況:一是在加荷的過程中試驗力是均勻加速實施的,然而在接近標準值的時候出現(xiàn)停頓,然后在進行一直到無限接近標準值才會停止;二是標準值上下波動,在無限接近標準值后停止。
出現(xiàn)上述兩種情況必須要保證所停頓的區(qū)間小于或者等于規(guī)定的誤差范圍,這樣才能保證洛氏硬度計測量數(shù)值的準確性。造成該問題出現(xiàn)的原因主要是因為在洛氏硬度計測量的過程中由于懸掛砝碼存在一定的自重力,因此砝碼的重力會傳遞到主軸上,從而需要洛氏硬度計不斷地調(diào)整主軸驅(qū)動位置等,當然如果力值的波動過大就會影響到洛氏硬度計的測量數(shù)值。
對于上述問題的出現(xiàn)需要洛氏硬度計檢測人員對其進行試驗力值,具體就是要求相關檢測人員在具體校對過程中觀察洛氏硬度計的力值變化,如果加荷變化幅度高于正常值的1%,則說明存在較大的問題,需要從新對設備進行調(diào)整。
在強調(diào)質(zhì)量管理的環(huán)境下,因為機架變形而導致的洛氏硬度計出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象越來越少,但是其也是客觀存在的一種情況。根據(jù)以往的經(jīng)驗,如果在洛氏硬度計測量的過程中出現(xiàn)了機架位移等情況就會影響到測量數(shù)值的精準性。例如在具體的測量中如果洛氏硬度計主軸出現(xiàn)位移0.002mm,那么就會產(chǎn)生1HRC的誤差,因此需要控制洛氏硬度計的機架防止其變形。具體的解決對策是:一方面要對洛氏硬度計的機架材料進行檢測,保證材料性能符合要求。
同時還需定期對機架進行保養(yǎng),保證絲杠與工作臺接觸的表明要光滑干凈;另一方面要在止推軸承或者絲杠上涂抹適量的潤滑劑便能產(chǎn)生較好的潤滑效果。另外檢查機器設備零件的配置完整性與靈活性。機器的老化往往表現(xiàn)在零件不靈活或者一些小零件松動不嚴密,這些小的問題都會導致測量結果出現(xiàn)大的偏差,所以在檢查完機器設備完好的情況下,對機器零件進行檢察,確保完好無誤方可使用,若是年久失修,則需要更換設備或進行調(diào)試。
在用洛氏硬度計測量材料硬度的時候,由于操作的失誤發(fā)生偏差也是常有的事。影響硬度測量準確性的因素有很多,無論是哪種因素,都會影響到最后測量值,如果在初負荷和主負荷,還有加荷速度和壓頭一致的情況下,按照標準的時間進行測量結果的取樣,測量值是比較準確的,但是一旦這個時間沒有把握好,超過了標準時間、或者是不足標準時間,則這個測量結果要么高于標準值,要么低于標準值,這都不是想要的測量結果,也就是有誤差的測量結果。在操作中,就因為時間的把握不到位,造成測量結果出現(xiàn)偏差,因此需要規(guī)范操作過程。
總之,造成洛氏硬度計出現(xiàn)誤差的因素比較多,這些因素的存在都會影響到洛氏硬度計檢測數(shù)值的準確性,因此在實踐中需要檢測人員加強對洛氏硬度計計量的檢測控制質(zhì)量,對于存在的檢測問題需要從根源上查找問題,以此提高洛氏硬度計的計量精度。