洛氏硬度计的误差分析

洛氏硬度计是当前硬度测量的主要工具，基于工业精细化生产的要求，提高硬度测量精度，降低洛氏硬度计误差是当前洛氏硬度计质量检测的重要内容。

洛氏硬度计具有简单的操作特性，尤其是洛氏硬度计能够实现对检测材料的快速测量，因此洛氏硬度计在工业生产中具有广泛的应用价值。然而由于洛氏硬度计的负荷较小，因此对工件表面的要求比较严格，因此在实践中洛氏硬度计的计量会存在误差，所以基于精密化工业发展需要，需要正视洛氏硬度计检测中所存在的误差，并且加以改进，以此提高我国洛氏硬度计测量质量。

1、洛氏硬度计的概述及工作原理

洛氏硬度计是检测材料和零件硬度较精密的计量仪器，属于压入法硬度计，主要包括机架、加荷机构、压头以及测量装置等。机架是硬度计所有零部件的支撑体，是洛氏硬度计工作的重要基础支撑，主要分为门式和悬臂式结构；加荷机构则是对被检测材料的检测力装置，例如洛氏硬度计就是利用杠杆机构产生检测力的；测量装置。洛氏硬度检测属于机械式，因此测量工具选择的是专用百分表；压头是硬度试验中的重要部件，压头的质量关系到检测示值的准确与否，根据不同的检测对象对压头的材料有着不同的要求。

洛氏硬度计的检测工作原理就是：在进行洛氏硬度计检测的时候，首先采取120°金刚石圆锥或硬质合金球(规定直径)作为压头，在初始试验力F0作用下，再加上主试验力F1，在总试验力F作用下，将压头压入试样表面。之后卸除主试验力，在保留初始试验力F0测量压痕深度残余增量e，100(或130)减去e值(e值以0.002mm为单位)即为洛氏硬度值。

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2、洛氏硬度计测量误差分析

加强对洛氏硬度计检测质量控制对提高其工作效率，提高检测数值的精确度具有重要的意义。结合相关实践经验，在洛氏硬度计计量检测中存在以下误差，具体表现在：

2.1洛氏硬度计直接校准与间接校准的结果不一致

为准确分析洛氏硬度计直接校准和间接校准的区别，按照《洛氏硬度计检定规程》要求对其进行试验，如果采取一一校对的方式对洛氏硬度计的各项指标进行校对，例如对压痕装置的主轴位移等进行校对得出的结果与相关规定的标准是完全一致的。

但是如果洛氏硬度计的标尺高硬度值是60±2，中硬度值是45±2，低硬度值是30±2，在上述情况下对这些值进行间接的校对，则会出现以下问题：

①标尺的三种的硬度值不相同，但是其偏差指向都一样。②高硬度值偏差正，低硬度值偏差负。③高硬度值正偏差，低硬度值负偏差。当②③问题同时出现时，那么测量杠杆后的出的数值是不理想的修正数值，如果根据上述数字进行修正，要注意修正度，如果出现过度修正的话则会对洛氏硬度计检测的数据产生影响，造成洛氏硬度计的可靠性下降。

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2.2硬度数值受自动洛氏硬度计保荷加荷数值变化的影响

由于洛氏硬度计在具体的操作中具有使用灵活的特点，而洛氏硬度计测量主要是通过测力传感器以及位移传感器完成的，因此需要经过伺服电机的控制才能实现测量。

根据实践检测，在校对洛氏硬度计的数值时会存在以下两种情况：一是在加荷的过程中试验力是均匀加速实施的，然而在接近标准值的时候出现停顿，然后在进行一直到无限接近标准值才会停止；二是标准值上下波动，在无限接近标准值后停止。

出现上述两种情况必须要保证所停顿的区间小于或者等于规定的误差范围，这样才能保证洛氏硬度计测量数值的准确性。造成该问题出现的原因主要是因为在洛氏硬度计测量的过程中由于悬挂砝码存在一定的自重力，因此砝码的重力会传递到主轴上，从而需要洛氏硬度计不断地调整主轴驱动位置等，当然如果力值的波动过大就会影响到洛氏硬度计的测量数值。

对于上述问题的出现需要洛氏硬度计检测人员对其进行试验力值，具体就是要求相关检测人员在具体校对过程中观察洛氏硬度计的力值变化，如果加荷变化幅度高于正常值的1%，则说明存在较大的问题，需要从新对设备进行调整。

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2.3机架变形造成洛氏硬度计计量误差

在强调质量管理的环境下，因为机架变形而导致的洛氏硬度计出现误差的现象越来越少，但是其也是客观存在的一种情况。根据以往的经验，如果在洛氏硬度计测量的过程中出现了机架位移等情况就会影响到测量数值的极ng准性。例如在具体的测量中如果洛氏硬度计主轴出现位移0.002mm，那么就会产生1HRC的误差，因此需要控制洛氏硬度计的机架防止其变形。具体的解决对策是：一方面要对洛氏硬度计的机架材料进行检测，保证材料性能符合要求。

同时还需定期对机架进行保养，保证丝杠与工作台接触的表明要光滑干净;另一方面要在止推轴承或者丝杠上涂抹适量的润滑剂便能产生较好的润滑效果。另外检查机器设备零件的配置完整性与灵活性。机器的老化往往表现在零件不灵活或者一些小零件松动不严密，这些小的问题都会导致测量结果出现大的偏差，所以在检查完机器设备完好的情况下，对机器零件进行检察，确保完好无误方可使用，若是年久失修，则需要更换设备或进行调试。

2.4操作问题造成的误差

在用洛氏硬度计测量材料硬度的时候，由于操作的失误发生偏差也是常有的事。影响硬度测量准确性的因素有很多，无论是哪种因素，都会影响到Z后测量值，如果在初负荷和主负荷，还有加荷速度和压头一致的情况下，按照标准的时间进行测量结果的取样，测量值是比较准确的，但是一旦这个时间没有把握好，超过了标准时间、或者是不足标准时间，则这个测量结果要么高于标准值，要么低于标准值，这都不是想要的测量结果，也就是有误差的测量结果。在操作中，就因为时间的把握不到位，造成测量结果出现偏差，因此需要规范操作过程。