（廣東省江門市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 江門 529000）

洛氏硬度計(jì)示值誤差的原因分析

呂秋勁

（廣東省江門市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 江門 529000）

本文對(duì)實(shí)際檢定工作中遇到的影響洛氏硬度計(jì)示值誤差的原因進(jìn)行了分析。

洛氏硬度計(jì)；示值誤差；凸圓柱面上的試驗(yàn)

洛氏硬度計(jì)在許多企事業(yè)單位中都有大量使用，是許多工廠和檢測(cè)機(jī)構(gòu)作為質(zhì)量管理和質(zhì)量控制的一種常用的檢測(cè)儀器，也是我們計(jì)量檢定人員經(jīng)常接觸的計(jì)量?jī)x器。以下的一例對(duì)洛氏硬度計(jì)示值誤差的原因分析也許會(huì)對(duì)我們的工作有一定的啟發(fā)。

筆者對(duì)某五金廠一臺(tái)洛氏硬度計(jì)進(jìn)行計(jì)量檢定。該硬度計(jì)是一臺(tái)型號(hào)為HR-150的洛氏硬度計(jì)，有HRA，HRB，HRC三個(gè)標(biāo)尺，買回來(lái)有幾年了，每年都有進(jìn)行定期的計(jì)量檢定。作為后續(xù)檢定，我根據(jù)JJG112-2003 金屬洛氏硬度計(jì)檢定規(guī)程，對(duì)該硬度計(jì)的外觀、加力速度，試樣位移和機(jī)架變形，硬度計(jì)示值等檢定項(xiàng)目進(jìn)行了檢定，一切正常。當(dāng)我準(zhǔn)備離開(kāi)時(shí)，該廠的技術(shù)主管來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)向我反映使用該硬度計(jì)對(duì)他們廠的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其結(jié)果偏小，與他們產(chǎn)品的要求相差較大，因此懷疑該硬度計(jì)的示值有問(wèn)題，并希望我能幫他們找一下原因。

知道這種情況之后，我也覺(jué)得有些奇怪，于是向?qū)Ψ浇忉屵@臺(tái)硬度計(jì)剛通過(guò)檢定，其各項(xiàng)性能指標(biāo)都符合檢定規(guī)程的要求，不太可能是儀器的問(wèn)題，同時(shí)也表示愿意幫客戶分析找出原因。了解到其產(chǎn)品在硬度方面的要求是（27±2）HRC。為了消除對(duì)方的疑慮，又拿出了標(biāo)準(zhǔn)洛氏硬度塊當(dāng)著對(duì)方的面對(duì)該硬度計(jì)的硬度示值測(cè)了幾點(diǎn)，發(fā)覺(jué)該硬度計(jì)的示值與標(biāo)準(zhǔn)值相比大了0.8HRC，而不是像對(duì)方所反映的示值誤差偏小，其示值誤差和示值的重復(fù)性均符合檢定規(guī)程要求。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，我又對(duì)該硬度計(jì)的升降絲杠軸線與主軸軸線的同軸度以及主軸與試臺(tái)臺(tái)面的垂直度等兩項(xiàng)應(yīng)該在首次檢定中檢定的項(xiàng)目也檢查了，其結(jié)果也都符合檢定規(guī)程的要求。隨后為了逐項(xiàng)找出原因，我又讓對(duì)方的試驗(yàn)員當(dāng)場(chǎng)用我?guī)?lái)的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊測(cè)了幾點(diǎn)，結(jié)果也符合檢定規(guī)程要求。通過(guò)以上方法，基本排除了儀器誤差和人員操作的原因。

在排除了儀器誤差和人員操作的原因之后，對(duì)方也表示其原材料采購(gòu)于正規(guī)廠家，而且進(jìn)貨時(shí)也有試驗(yàn)，出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)會(huì)較小，但做成產(chǎn)品來(lái)試驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)其硬度值偏低得嚴(yán)重。我于是要求對(duì)方拿他們的產(chǎn)品來(lái)試一下。產(chǎn)品拿來(lái)了之后，我發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品是一些細(xì)的不銹鋼圓條。在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)員截取一段圓鋼條放在V型臺(tái)座上，用洛氏硬度計(jì)來(lái)檢測(cè)硬度。其結(jié)果顯示硬度值偏小。根據(jù)我以前看過(guò)的一些資料，對(duì)于這種放在V型臺(tái)座上測(cè)試的圓鋼條是屬于凸圓柱面上的試驗(yàn)，其結(jié)果需要修正，結(jié)果的修正值與圓柱面的曲率半徑有關(guān)。于是我向其技術(shù)主管詢問(wèn)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，得到的答復(fù)是規(guī)格有多種，都是圓條狀，直徑在φ3mm到φ5mm之間。我隨后又用游標(biāo)卡尺選其中最粗的一根量了一下，是φ5mm的。然后讓試驗(yàn)員截取一段，放在V型臺(tái)座上按規(guī)定的要求在不同位置測(cè)了幾點(diǎn)并記錄下來(lái)，發(fā)覺(jué)與27HRC的標(biāo)準(zhǔn)差得比較多，示值偏小。

表1

筆者在國(guó)標(biāo)GB/T 230.1—2009金屬材料洛氏硬度試驗(yàn) 第1部分：試驗(yàn)方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺）中找到了影響示值的原因。在國(guó)標(biāo)GB/T 230.1—2009的附錄C中的表C.1，表上給出了在凸圓柱面上做洛氏硬度C標(biāo)尺試驗(yàn)的修正值。現(xiàn)節(jié)錄其表格如表1：

根據(jù)表1所示，當(dāng)圓柱面的曲率半徑等于或小于5mm的時(shí)候，在27HRC的讀數(shù)由于修正值太大，因而不在表中規(guī)定。換而言之，由于試樣的曲率半徑尺寸太小，同時(shí)其試樣的硬度值也太小，所以測(cè)得結(jié)果的修正值太大從而影響了測(cè)量的準(zhǔn)確性。由此看來(lái)廠方所放映的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，很大程度上與其試樣的外形尺寸有關(guān)，而并非是由于硬度計(jì)本身的問(wèn)題。對(duì)于在這種小尺寸凸圓柱面的工件，并且其材料本身的硬度值也不高的情況，直接把試樣放在V型臺(tái)座上對(duì)其洛氏硬度值進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果與實(shí)際情況會(huì)有較大的差距。如果要準(zhǔn)確測(cè)出這種工件的洛氏硬度值，必須在試件的形狀尺寸或者試驗(yàn)方法等方面作出改變。

在找出了原因之后，筆者提出以下的建議：

1 建議在原材料進(jìn)貨的階段對(duì)材料的洛氏硬度值進(jìn)行檢測(cè)。因?yàn)檫@時(shí)材料還沒(méi)加工成成品，可以根據(jù)實(shí)際情況取試樣，其試樣的外形尺寸要可能地適合金屬材料的洛氏硬度試驗(yàn)方法，同時(shí)要注意如果試樣還是這種凸圓柱面的話，要根據(jù)其曲率半徑查國(guó)標(biāo)GB/T 230.1—2009取合理的修正值。

2 如果實(shí)在是一定要對(duì)加工好的產(chǎn)品工件進(jìn)行洛氏硬度的檢測(cè)的話，鑒于其產(chǎn)

品外形尺寸和硬度的特殊性，建議廠方根據(jù)實(shí)際情況選用其它合適的試驗(yàn)方法，例如采用顯微硬度的測(cè)量方法，測(cè)出其顯微硬度值，再查找資料，把顯微硬度值換算為洛氏硬度值。

通過(guò)對(duì)這一次的洛氏硬度計(jì)的示值誤差原因分析，我有以下的體會(huì)：

1 作為一名計(jì)量檢定人員，不僅要對(duì)所檢儀器的檢定規(guī)程和檢定方法要熟悉，而且最好要對(duì)該儀器的使用及其試驗(yàn)方法及使用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范都要盡可能的了解一些。因?yàn)榭蛻粼谑褂脙x器的過(guò)程中，會(huì)遇到許多問(wèn)題，不時(shí)需要我們?nèi)f(xié)助查找原因，例如試驗(yàn)比對(duì)對(duì)不上等，由于其中涉及的原因很多，這就要求我們檢定人員的知識(shí)面要擴(kuò)寬一點(diǎn)，才能更好的為客戶解決一些在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

2 還有許多廠家生產(chǎn)類似形狀的產(chǎn)品，例如生產(chǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸等。在以后的工作中，我們?cè)谶€有機(jī)會(huì)碰到類似的企業(yè)，類似問(wèn)題，這就要求我們根據(jù)實(shí)際情況，逐一分析原因，排查問(wèn)題，及時(shí)向相關(guān)的客戶提出適當(dāng)?shù)慕ㄗh，提高服務(wù)質(zhì)量，從而為客戶提供更好的服務(wù)。

[1] GB/T 230．1—2009，金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)[S]．第1部分：試驗(yàn)方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T標(biāo)尺）．

[2] JJG112-2003，金屬洛氏硬度計(jì)檢定規(guī)程[S]．

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