探讨洛氏硬度全自动检测方法的创新研究.pdf

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1、探讨洛氏硬度全自动检测方法的创新研究赵彩平李健(河北省计量监督检测院，河北石家庄050051)摘要：在材料力学性能测试方法之中，硬度试验是一种普遍运用的方法，它可以准确地反映出材料的化学成分、结构和热处理工艺内容，传统的洛氏硬度检测方法是采用杠杆加载的方式，难以达到规定的精度要求，因而，需要采用自动加载的洛氏硬度全自动检测方法，从而满足国标的精度要求。关键词：洛氏；硬度试验；全自动检测硬度是用于比较和半定量评价的材料性能，硬度试验由于其简单方便、而且无损害，因而被广泛使用，它可以在特定的温度、压力和

2、化学介质条件下操作，可以用于检测材料和组织结构的不均匀性，而洛氏硬度检测应用更为普遍，它适用于各种金属材料、表层组织等，在全自动洛氏检测方法应用之下，可以极大地提高测试的精度和效率。1洛氏硬度检测的发展现状分析硬度检测是应用较为广泛的方法，它适用于成批零件的工序及成品检验。目前国内的洛氏硬度测量技术还不够成熟，载荷较小，对工件表面的要求较高，还有待进一步研究和提升。2洛氏硬度全自动检测方法的创新技术设计研究2．1洛氏硬度全自动检测的原理，主要是将金刚石圆锥或硬质合金球的压头，依照一定的步骤，压入检测

3、试样的表面，在达到规定的检测保持时间之后，然后，再去除主试验力，对初试验力下的残余压痕深度h进行测量和计算，具体的洛氏硬度计算公式为：洛氏硬度值HR=N-h／S。其试验应用原理，如图所示：J图中：1表示初试验力Fo作用下的压入深度；2表示主试验力F1作用下的压入深度；3表示去除主试验力Fl后的弹性回复深度；4表示残余压入深度h；5表示试样表面；6表示测量基准面}7表示压头位置。2．2洛氏全自动试验方法及应用范围洛氏全自动试验要以试样的硬度范围和尺寸为依据，选取不同的压头，并且在试验过程中，采用不同的

4、标尺加以表示。一般来说，通常采用的标尺为A、B、c三种标尺，(1)、A标尺主要是用于测量硬度超过67HRC的金属，其测量范围在20HRA～88HRA之间。(2)、B标尺主要是用于测量有色金属以及合金等较低硬度的零件，其测量的硬度范围在20HRB～100HRB之间。如果试样的硬度低于20HRB，则金属会发生蠕变，造成测量结果不准确l如果试样的硬度高于100HRB，压头则会极易发生变形或压入深度过小，导致检测误差。(3)、C标尺主要是用于对经过淬火或回火处理的试样的硬度测验，其测量的范围在20HRC-7

5、0HRC之间。如果试样的硬度低于20HRC，压头压入的深度过深，导致其几何形状改变，而出现测量误差；如果试样的硬度高于70HRC，压头承受的压力过大，容易损坏压头。洛氏硬度不同标尺的试验力、负荷以及示值允许误差如下表所示：常用标尺标尺压头(毫米)试验力(N)常数F0FlFNA金刚石圆锥压头98．07490．3588．4100B科．588钢球压头98．07882．6980．7130C金刚石圆锥压头98．07137314711003、洛氏硬度全自动试验设计洛氏全自动试验利用89C51单片机为控制板，由光

6、栅位移传感器进行准确的位移测量，并实现位移测量和硬度值之间的转换，其设计过程中，要求光栅位移测量传感器安装精准，单片机与接口电路要实现位移测量的智能自动化，同时，试件的最大允许高度应当控制在170mm之内，确保系统的运行准确度为90％之上。洛氏硬度全自动检测的方案设计，主要是运用光栅位移传感器测量出微小的位移，并用单片机采集传感器检测出来的数据，通过接口连接计算机显示器，在电子电路与单片机相结合的运用之下，实现对位移量的准确、自动化测量，在这个系统之下，可以实现对光栅位移方向的判定、初值的预设、自动

7、定位控制、过限预警、自检、温度误差自动修正等。它可以采用两种工作方式，即：联机工作和脱机工作，当处于联机工作状态时，由计算机控制硬度计加载并显示；当处于脱机工作状态时，硬度计主机则独立进行运作。3结语总而言之，洛氏硬度全自动检测方法相较于传统的检测方法，更具有优势，它是基于机电结合的测量系统，在数显控制器、光栅位移测量系统、力测量系统的自动化控制之下，可以达到良好的频率响应和灵敏度，弥补了传统硬度测量中人为因素的影响，消除了杠杆加载受自重影响的精度受限问题，这种全自动检测方法的创新研究和设计，可以在

8、一定程度上提高硬度检测的精度。参考文献：【11刘伟．里氏硬度计检测铸铁与渗氮零件硬度误差研究[D】．湖南大学2013．『21李建平．基于嵌入式及图像识别技术的布氏硬度试验机测控系统设计[D】．北方民族大学2009．2901托j彳拜2016年10月