洛氏硬度計(jì)因具有簡(jiǎn)單的操作性而廣泛應(yīng)用于各種金屬材料硬度值的計(jì)量上，而傳統(tǒng)的洛氏硬度計(jì)是采用杠桿加載的，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)各種故障，因此本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)洛氏硬度計(jì)常見的故障及相應(yīng)的檢修方法等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，以此提高洛氏硬度計(jì)計(jì)量的科學(xué)性，便于實(shí)踐應(yīng)用。

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中硬度對(duì)衡量金屬產(chǎn)品是否達(dá)到硬度要求方面起著重要的作用，而洛氏硬度計(jì)則為檢定金屬產(chǎn)品硬度提供了簡(jiǎn)單快速的方法，金屬洛氏硬度計(jì)廣泛應(yīng)用于各種金屬材料的硬度測(cè)定，它的試驗(yàn)原理是用金剛石圓錐體或一定直徑的鋼球作為壓頭，在預(yù)負(fù)荷F0和總負(fù)荷F先后作用壓入試樣，即F=F1+F2，以在總負(fù)荷作用后，卸除主負(fù)荷F1而保留預(yù)負(fù)荷時(shí)的壓入深度h1與在預(yù)負(fù)荷作用下的壓入深度h0之差h表示洛氏硬度，即h=h1﹣h0。洛氏硬度用符號(hào)HR表示，并注以用標(biāo)尺A、B、C等字樣，如HRA、HRB、HRC等。

在實(shí)踐中由于洛氏硬度計(jì)精度的高低是使用誤差來(lái)衡量的，在具體的檢定中存在一定的誤差，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的原因：一方面是由于洛氏硬度計(jì)本身因素導(dǎo)致的誤差，例如洛氏硬度計(jì)壓頭軸線方法出現(xiàn)變形而導(dǎo)致檢定結(jié)果不準(zhǔn)確。另一方面是由于人工操作不當(dāng)以及環(huán)境條件而造成的影響?！坝捕取北硎镜牟皇谴_定的物理量，只是對(duì)材料變形能力的表征。一般在具體的測(cè)定中必須要按照統(tǒng)一的檢定規(guī)程進(jìn)行，但是由于具體操作人員的專業(yè)技術(shù)以及操作環(huán)節(jié)存在差異都會(huì)導(dǎo)致檢定結(jié)果出現(xiàn)誤差。

當(dāng)然隨著我國(guó)檢定技術(shù)的不斷發(fā)展、檢定人員素質(zhì)及檢定環(huán)境的不斷優(yōu)化，此種誤差因素會(huì)越來(lái)越低。

參考JJG112-2013《洛氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》的要求，洛氏硬度計(jì)的檢定項(xiàng)目有外觀、垂直度、同軸度、加力及保持時(shí)間、初試驗(yàn)力、總試驗(yàn)力、硬度計(jì)示值等十余項(xiàng)，結(jié)合實(shí)踐工作，在洛氏硬度計(jì)檢定中常見的故障主要包括以下方面：

在JJG112-2013《洛氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》中規(guī)定：洛氏硬度計(jì)金剛石壓頭的圓錐角應(yīng)為(120±0.35)°。壓頭是硬度檢定試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，如果壓頭出現(xiàn)故障則會(huì)對(duì)檢定結(jié)果產(chǎn)生直接的影響，尤其是壓頭的外部和內(nèi)在質(zhì)量對(duì)硬度測(cè)量值的影響比較大。根據(jù)相關(guān)實(shí)踐表明一般壓頭出現(xiàn)的故障主要包括：壓頭的幾何形狀出現(xiàn)偏差、壓頭的表面光潔度以及壓頭的焊接牢固程度等等都是影響壓頭的直接因素。例如當(dāng)壓頭的光潔度出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)就會(huì)導(dǎo)致在具體的檢定檢測(cè)中出現(xiàn)示值的偏差。

總之，隨著圓錐角和壓頭球面半徑的不斷增大，檢定硬度值也就不斷地增高。造成此種故障發(fā)生的根據(jù)原因是因?yàn)榻佑|面積的增大或者降低影響檢定硬度的結(jié)果。例如當(dāng)壓頭的角度增大之后，壓頭與被檢測(cè)金屬物的接觸面也就會(huì)增大，這樣一來(lái)就會(huì)因?yàn)榻佑|深度的減少而導(dǎo)致出現(xiàn)變形，當(dāng)然出現(xiàn)此種故障后對(duì)于低硬度的檢定對(duì)象影響較小，而對(duì)于高硬度的影響非常大。當(dāng)然壓頭端球面直徑超過(guò)名義直徑時(shí)，檢測(cè)的硬度值就會(huì)增大，當(dāng)然此種故障對(duì)于低硬度的影響是很大的，但是對(duì)于高硬度的影響有限。

為更好的解決該問(wèn)題，本文在金剛石合格的前提下對(duì)金剛石椎體壓頭對(duì)硬度計(jì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟為：在同一臺(tái)基準(zhǔn)機(jī)上用同一塊標(biāo)準(zhǔn)塊對(duì)不同的合格標(biāo)準(zhǔn)壓頭進(jìn)行示值比對(duì)，其示值最大相差為：0.4HR。用同一標(biāo)準(zhǔn)壓頭在兩臺(tái)基準(zhǔn)上的示值最大相差為：0.2HR。

這是標(biāo)準(zhǔn)壓頭在正、副基準(zhǔn)機(jī)上的比較結(jié)果，而我們現(xiàn)在要知道的是不同的壓頭對(duì)硬度計(jì)所引起的示值誤差量。為此由大量的實(shí)驗(yàn)得出：幾何尺寸均為合格的工作壓頭，其在硬度計(jì)上所產(chǎn)生的最大相差量為0.5HR。也就是說(shuō)硬度計(jì)應(yīng)具有可比性，不應(yīng)因更換壓頭而相差甚遠(yuǎn)。因此對(duì)于同一臺(tái)硬度計(jì)(分部檢定合格)更換不同的壓頭(合格)，其示值應(yīng)具有可比性，所得的硬度示值相差最大為0.5HR。

洛氏硬度的試驗(yàn)力與其它硬度的試驗(yàn)力不同，一般洛氏硬度的試驗(yàn)力是由初試驗(yàn)力和主試驗(yàn)力兩個(gè)部分組成的，如果初試驗(yàn)力越大，檢定的硬度值也就會(huì)高，當(dāng)然此種現(xiàn)象相對(duì)于低硬度的影響比較大，但是對(duì)于高硬度的影響比較小。根據(jù)實(shí)踐負(fù)荷誤差故障主要分為：

初負(fù)荷增大時(shí)硬度計(jì)示值偏高，導(dǎo)致此種現(xiàn)象的原因主要是有多方面的因素造成的：彈簧與主軸之間的摩擦作用、螺釘出現(xiàn)松動(dòng)而造成位移，起始線差異等等都會(huì)影響示值偏高。對(duì)于該故障的解決方法主要是：首先降低摩擦，在主軸上涂抹潤(rùn)滑油等使主軸與彈簧之間減少摩擦；其次對(duì)螺絲進(jìn)行緊固，并且調(diào)整塊位置的移動(dòng)，并且將各個(gè)配置之間的距離等進(jìn)行最優(yōu)配合的調(diào)整;最后對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行調(diào)整之后利用標(biāo)準(zhǔn)力儀檢測(cè)初負(fù)荷的力值，保證力差誤差控制在±2%。

總負(fù)荷增大時(shí)，硬度值就會(huì)偏低。此種現(xiàn)象比較明顯，也就是當(dāng)檢定負(fù)荷壓力增加時(shí)，導(dǎo)致對(duì)于被檢定對(duì)象受力就會(huì)大，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量的示值小于被檢定對(duì)象示值。導(dǎo)致此種故障產(chǎn)生的原因是由于杠桿比例不對(duì)。因此對(duì)于該故障主要采取的解決對(duì)策是：調(diào)整主刀口的位置，如果刀口出現(xiàn)磨損，則需要及時(shí)更換刀口，當(dāng)然如果能進(jìn)行修復(fù)的則選擇修復(fù)。如果不屬于刀口問(wèn)題則看是否屬于砝碼吊桿過(guò)長(zhǎng)，如果過(guò)長(zhǎng)的話則用手將吊桿螺母擰松調(diào)整吊桿長(zhǎng)度即可。

洛氏硬度計(jì)如果出現(xiàn)壓頭軸線方向的變形和位移也會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，例如在具體的試驗(yàn)中如果機(jī)架出現(xiàn)彈性變形則會(huì)造成硬度試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。根據(jù)以往的試驗(yàn)結(jié)果看，機(jī)架彈性變形對(duì)于硬度值的影響為0.05HR，針對(duì)該問(wèn)題需要在選擇機(jī)架時(shí)控制機(jī)架的剛性，達(dá)到試驗(yàn)洛氏硬度計(jì)硬度要求。當(dāng)然入股主軸出現(xiàn)傾斜也會(huì)影響到試驗(yàn)結(jié)果，具體的影響是隨著主軸傾斜度的不斷增會(huì)導(dǎo)致洛氏硬度計(jì)的硬度值越小。

所以在具體的試驗(yàn)中需要控制主軸的方向，避免出現(xiàn)位移現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)需要及時(shí)進(jìn)行修正。另外壓頭的安裝不正確也會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，同一壓頭可能會(huì)因?yàn)榘惭b步驟的不一致而產(chǎn)生1HR的差距。造成該問(wèn)題的很大原因是因?yàn)閴侯^在插入主軸內(nèi)時(shí)，采取螺釘固定的方式會(huì)因?yàn)楣ぷ鬟^(guò)程的振動(dòng)等而產(chǎn)生松動(dòng)，進(jìn)而出現(xiàn)壓頭變形及位移。

其具體表現(xiàn)為：一是主試驗(yàn)力的施加速度對(duì)硬度值的影響。基于物理原理，在較快的速度下尤其是加荷速度下會(huì)使高硬度的材質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷基礎(chǔ)上增加一個(gè)慣性的附加力，進(jìn)而導(dǎo)致硬度降低。例如在洛氏硬度計(jì)試驗(yàn)時(shí)，如果速度過(guò)快就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。所以在具體的試驗(yàn)過(guò)程中需要在負(fù)荷施加沒有沖擊的情況下，保證壓頭從接觸試驗(yàn)表明到全部加上有足夠的時(shí)間，避免因?yàn)槭┘铀俣冗^(guò)快而產(chǎn)生慣性附加力，導(dǎo)致壓痕深度增大，降低硬度值。

另一方面總負(fù)荷保持時(shí)間和負(fù)荷施加速度的影響。總試驗(yàn)力保持時(shí)間越長(zhǎng)，所得硬度值越低。根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，在檢定時(shí)，主試驗(yàn)力施加時(shí)間(1~8)s；總試驗(yàn)力保持時(shí)間在(5±1)s；主試驗(yàn)力在(2~3)s內(nèi)平穩(wěn)卸除。因此，在日常檢定時(shí)，也應(yīng)執(zhí)行檢定規(guī)程要求。

總之，洛氏硬度計(jì)是檢測(cè)金屬硬度的重要設(shè)備，洛氏硬度計(jì)準(zhǔn)確與否關(guān)系到試驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，洛氏硬度計(jì)在檢定過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，例如示值超差、工作不正常以及壓頭軸線變形等，所以基于檢定工作本質(zhì)而言，需要計(jì)量檢定工作人員及時(shí)了解故障發(fā)生的原因，從而采取有效的解決對(duì)策，保證洛氏硬度計(jì)檢定質(zhì)量。