各类洛氏硬度计表盘读数的原理和方法
最传统和最为普遍使用的机械式洛氏硬度计都是用一块机械量表来测量指示所测得的硬度值。
由于要兼顾各标尺的洛氏硬度值读取,所以又多有内外两圈的刻度,容易让初次使用的操作者摸不着头脑。
我们仅就常见的各种指示表式(国外也称模拟式)洛氏硬度计的各种表盘及读取方法做一简要介绍。
1、硬度值指示原理
洛氏硬度试验是以一定的力将金刚石圆锥压头或球压头压入试件,然后在保持初试验力(10kgf或9.807N)的情况下测量残余压入深度,以此计算出洛氏硬度值。
计算公式如下:
式(1)是使用金刚石压头时计算公式,式(2)是使用钢球压头时的公式。
绝大多数洛氏硬度计都是将压头主轴处的压入试件表面所产生的位移,经过5:1的测量杠杆进行机械放大传递到指示表上。
(如图1所示)此时,压头主轴上0.002mm的位移传递到指示表上就是0.002X5=0.01mm,我们知道压头主轴的0.002mm就是一个洛氏硬度单位。
也就是说通过一个5:1的机械放大完成了e/0.002的计算。
指示表指针旋转一圈表示的位移量是
1mm,所以表盘上一圈代表了100个洛氏硬度单位。
于是有了一圈100分度的刻度盘(通常为黑色)。
这样的刻度盘(图2)就可以直接完成公式(1)的计算。
当使用钢球压头试验而采用公式(2)的时,可将公式(2)变换成:在公式(1)上增加了30个刻度单位的偏移。
公式可以写成:
于是将刻度偏移30个洛氏硬度单位,便形成了表盘的内圈刻度(如图3是一个完整的洛氏硬度指示表的表盘示意图)。
此时采用公式(2)计算的钢球压头的洛氏硬度也可从表盘的内圈刻度值上读取了。
采用这类表盘的硬度计有:
PHR-100型磁力式洛氏硬度计 PHR 系列链式洛氏硬度计 PHR 大型便携式洛氏硬度计(模具硬度计) PHR 小型便携式洛氏硬度计 HR-150A 洛氏硬度计
2、洛氏硬度值的读取
采用金刚石压头的标尺(HRC 、HRA 、HRD )从表外圈的刻度值读取,采用钢球压头的其他标尺从内圈刻度值(多数为红字)读取。
(如图4)
在读取使用钢球压头的标尺时应从表内圈刻度值读取(如图5)。
有时还需要注意小表盘上指针的位置,因为刻度上0~30与100~130部分发生了重叠。
读取重叠部分刻度值时,还要依靠小指针的位置来加以区分。
如图6所示:
如果小指针批在2~3之间,图上读取为“120“HR。
而当小指针指在1~2之间时则应读作“20”HR。
表面洛氏以压头的残余压入深度0.001mm为一个洛氏硬度单位,而且将使用金刚石圆锥。