HR150A洛氏硬度计说明书解读.docx
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HR150A洛氏硬度计说明书解读
HR-150A型洛氏硬度计
用户使用手册
莱州华银试验限公司
（原山东掖县材料试验机厂）
产品介绍
概述
硬度是金属材料及合金材料机械性能的重要指标,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状、尺寸并且本身不发生残余变形的物体压入其表面的能力。
洛氏硬度试验,在机械性能试验中是最迅速、最简便、最经济的试验方法。
它不仅试验效率高,操作简单,而且还可以直接获得硬度值。
在很多情况下,可以完成其它机械性能试验所不能完成的工作。
HR-150A型洛氏硬度计连续三届荣获国家优质产品银质奖。
可测定硬质合金、淬火钢及未经淬火钢材的洛氏硬度。
适用于厂矿、科研单位和大专院校试验室。
试验原理
洛氏硬度试验,是将金刚石圆锥压头（见图2）或钢球压头（见图3）按图1分两个步骤压入试样表面，经规定保持时间后,卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度。
根据h值及常数N和S（见表1），用式
（1）计算洛氏硬度：
洛氏硬度值=N-h/S…………………
（1）
表1符号及名称
符号
名称
单位
F0
初试验力
牛顿
F1
主试验力
牛顿
F
总试验力
牛顿
S
给定标尺的单位
毫米
N
给定标尺的硬度值
h
卸除试验力后，在初试验力下压痕残留的深度（残余压痕深度）
毫米
HRA
洛氏硬度=100-h/0.002
HRC
HRB
洛氏硬度=130-h/0.002
图1洛氏硬度试验原理图
1.在初试验力F0下的压入深度；
2.由主试验力F1引起的压入深度；
3.卸除主试验力F1后的弹性回复深度；
4.残余压入深度h；
5.试样表面；
6.测量基准面；
7.压头位置。
示例：
59HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度为59。
*本节“试验原理”的内容参考中华人民共和国国家标准《金属洛氏硬度试验》（GB/T230.1-2004）。
适用范围
洛氏硬度试验按试样的硬度范围、试样尺寸可以选择不同的压头及负荷,并用不同的标尺表示。
洛氏硬度常用的有A,B、C标尺。
各种标尺的负荷、压头、常数K的数值及应用范围见表2。
☐A标尺适应于测量硬度超过67HRC的金属,如碳化钨、硬质合金、硬的薄板材及表面硬化零件等,测量范围为20-85HRA。
☐B标尺用来测量有色金属及其合金、退火钢等低硬度零件的硬度,硬度范围为25-l00HRB。
当试样硬度小于25HRB时,多数情况下金属开始蠕变,变形延续很长时间,其结果不容易准确；当试样硬度大于100HRB时,由于钢球压头可能变形,以及压入深度太小,均容易造成误差。
☐C标尺适应于碳钢、工具钢及合金钢等经过淬火或回火处理的试样的硬度试验,测量范围为20-67HRC。
当试样硬度低于20HRC时,金刚石压头压入试样过深,由于压头几何形状所造成的误差增大,测量结果不准确；当试样硬度大于67HRC时,压头尖端产生的压力过大,金刚石容易损坏，一般不宜采用。
图2钢球压头图3金刚石圆锥压头
表2洛氏硬度常用标尺
标
尺
压头（毫米）
试验力（公斤力）
常数
应用举例
F0
F1
F
N
A
金刚石圆锥压头
10
50
60
100
硬金属及硬质合金
B
φ1.588钢球压头
10
90
100
130
有色金属及软金属
C
金刚石圆锥压头
10
140
150
100
结构钢、工具钢
技术参数
主要技术参数见表3、图4
表3主要技术参数
项目（代号）
内容
高度（H）
630毫米
宽度（W）
238毫米
长度（L）
466毫米
试件最大高度（带保护套）（B）
100毫米
试件最大高度（不带保护套）（B）
170毫米
压头中心至机壁距离（A）
135毫米
硬度计净重
65公斤
标尺
硬度范围
示值允许误差
A
20HRA~≤75HRA
±2HRA
>75HRA~≤88HRA
±1.5HRA
B
20HRB~≤45HRB
±4HRB
>45HRB~≤80HRB
±3HRB
>80HRB~≤100HRB
±2HRB
C
20HRC~≤70HRC
±1.5HRC
图4外形尺寸示意图
机构部件简述
本硬度计由机身
（1）、压头（21）、加卸荷机构（2，20）、测量机构（23）、变荷机构（14）、试件支持机构（5）、缓冲机构（19）等组成。
（见图5）
作用在主轴上的试验力由砝码和杠杆放大组合而成,即通过大杠杆将负荷放大后,在缓冲器的制导下压入试样表面。
压头压入试样的同时,主轴产生的垂直方向位移通过测量杠杆传递到读数装置（指示表）上,并指出试样的硬度值。
☐机身
（1）是硬度计的外壳,其它零部件直接或间接安装在机身上。
除工作台（25）、丝杠（5）、操纵手柄（3）露出外,其它机构均装置在机身壳体内,便于保持清洁。
☐总试验力是主试验力加上初试验力组成。
初试验力由大杠杆（9）、主轴（7）等零部件的自身重量产生；砝码（15）通过吊环（12）挂在大杠杆上，由杠杆原理使硬度计获得主试验力。
☐压头（21）上端面承载总试验力，其尖端压入待测物件表面。
☐变荷手柄（24）转动至不同的位置时,可同时调整砝码变换架（14）位置，使砝码形成不同的组合方式，获得到所需要的588牛顿/60公斤力、980牛顿/100公斤力、1470牛顿/150公斤力三种不同的总试验力。
☐加荷手柄
（2）的作用是加载主试验力。
☐卸荷手柄（20）按标牌指示方向推回时,可卸除主试验力。
☐调整缓冲器（19）的油针（16）可使主试验力的施加保持一定的速度,避免冲击。
☐试验数值可从测量机构的指示表（23）直接读取。
☐试件支持机构用来承载硬度块或待测的零件，包括工作台（25）、丝杠（5）,手轮（4）等零件。
图5零部件示意图
1.机身2.加荷手柄3.升降手把4.手轮5.丝杠保护套（内有丝杠）6.待测试件7.主轴8.小杠杆9.大杠杆10.调整块11.定位标记12.吊环13.螺钉14.砝码变换架15砝码16.油针17.油毡18.后盖19.缓冲器20.卸荷手柄21.压头22.上盖23.指示表24.变荷手柄25.工作台
拆箱搬运
硬度计的工作环境应干燥清洁、没有腐蚀性气体。
硬度计的工作环境应无来自外界的机械振动。
硬度计的工作环境温度应在10-30ºC之间。
试验台（自备）应以水泥或金属为基体，具有一定的刚度和强度，能够承载硬度计及其附件；台面应如图6（图中尺寸仅供参考）所示，带有φ70毫米的孔以供丝杠通过；整个台面的水平度要在0.2/1000之内。
硬度计的周围应留有适当的空间，以进行必要安装、维修、调试等工作。
图6试验台示意图
拆箱
1.使用工具将外包装箱上包装带B取下（见图7）
2.用钳子等工具将固定箱壳和底座的木螺钉取下，将箱壳向上抽出。
3.取出资料袋，检查资料袋，袋中应有使用手册（含装箱单、合格证）。
4.用扳手卸开固定的附件箱包装钩子上的螺母，取下包装钩子、附件箱。
清查附件箱中的物品，并对照装箱单核实是否相符。
5.取下硬度计上的防尘罩。
6.用扳手取下固定硬度计与包装箱底座的4个底角螺栓。
图7拆箱示意图
搬运注意事项
不要试图一个人搬运硬度计，由于设备较重，操作不当会造成硬度计损坏及人身伤害。
因此需要两个或两个以上有操作经验的人，才能移动本机。
硬度计搬运时，压头与丝杠之间的轴线与竖直方向的倾斜度不得超过15º。
硬度计搬运时，搬运者与硬度计的接触位置仅限机身的C面、D面、E面及F面，其余各面及硬度计其它零部件请勿接触，以免影响本机精度（见图4）。
硬度计搬运时，应轻起轻放，避免引起磕碰冲击。
安装调试
硬度计安装调整前，应准备好扳手、水准仪、大平工作台等。
1.把硬度计安置在准备好的试验台上，硬度计的丝杠落入试验台的孔中。
2.解开硬度计上的包装带A（见图7）。
3.拿下上盖（22），拆除后盖上的螺钉（13），卸下后盖（18）。
4.用扳手卸下固定螺栓，拿掉固定块、固定支撑块（见图8）。
5.用扳手松开钩头螺钉上的螺母，卸下钩头螺钉，取下砝码固定压板（见图8）。
图8拆除大杠杆固定块
6.用手捏住吊环（12）向上缓缓提起砝码组，同时将砝码固定支撑块取出,再将砝码组轻轻放下,使砝码组上的圆柱销落入托板上的沟槽中,将砝码组托住（见图9）。
图9拆除砝码固定支撑块
7.解开捆扎小杠杆（8）的紧固线绳（见图10）。
图10解开紧固线绳
8.逆时针转动手轮（4），使丝杠（5）下降后，再拿下压头垫块（见图11）。
如果转动手轮，丝杠不下降，手轮却随丝杠上升，垫块无法取下，有可能是在运输过程中，丝杠与丝杠座（在手轮下方，与丝杠外圆配合）粘结在一起。
排除方法如下：
逆时针转动手轮上升20毫米左右，用力下压手轮，使丝杠与丝杠座脱离即可。
图11拆除压头垫块
9.卸下丝杠外面的保护套,用煤油将丝杠、手轮等处的防锈油洗净，丝杠与手轮接触部位滴入适量润滑油，重新将丝杠保护套装好。
10.检查大杠杆（9）上的调整块的位置,应处于两个红色标记之间,否则应将其调整到正确位置（见图12）。
图12检查调整块
11.把大平工作台装在丝杠上端孔内,再将水平仪放在工作台，可用金属垫片垫在机身底面，使前后左右两个方向的水平度在0.2/1000之内。
12.运输过程中有可能造成指示表（23）的表盘松动，发生这个问题首先要松开机身上的的紧定螺钉A，取下指示表，上紧表背面的三个螺钉B，将指示表重新安装复位即可（见图13）。
13.转动指示表（23）的滚花镀铬外壳，使指示表表盘的“C”点指在正上方的位置。
如果此时指示表的大指针不指向“C”点，应做如下调整（如图13）：
松开背帽，调整销钉，使大指针指向“C”点（见图19），上紧背帽。
14.运输过程中有可能造成硬度示值误差超出允许范围，可按下述步骤调整（如图13）：
☐用HRC高、低块分别调试，如示值偏高，松开调整板上左右两个螺钉C，将调整板向右轻轻移动（注意不要移动调整板中间的销钉），上紧螺钉C。
再次调试，如仍偏高，按上述步骤再次调整，直到示值在误差允许范围内为止。
如示值偏低，按上述方法将调整板向左移动。
☐用HRC高低块校准硬度计后，HRA、HRB标尺一般也会准确。
☐在进行上述调整时，调整板每次移动一次，都必须将其上的两个螺钉C上紧后，再进行后面的试验。
☐以上方法仅适用于示值误差在±5HRC或±5HRA之内的微调。
☐如B标尺存在轻微的超差，有可能是钢球的问题，可更换钢球压头（见图2）的钢球试一下。
图13调整块和销钉
15.装上上盖（22）和后盖（18）。
使用
试验前，首先要根据试件的情况确定使用何种标尺，以下操作如未加特别说明均以C标尺为例，即使用金刚石圆锥压头和总试验力为150公斤力的配置。
其余标尺可以此为参考。
使用前的准备
了解硬度计指示表各部分功能。
机身前面上部的指示表（23），有硬度示值、刻度线、长指针、短指针等（见图14）。
☐指示表盘内黑色刻线为硬度值刻度线。
外圈黑色数字表示是A、C标尺适用的硬度值,内圈红色数字是表示用B标尺适用的硬度值。
通过变换压头及砝码可组合成不同的标尺（参考表2洛氏硬度常用标尺），以进行测试试验。
☐短指针指示初试验力加载情况。
☐长指针指示试样的硬度值。
字母B、C是标尺符号。
字母C的位置是C或A标尺刻度值零点位置，字母B的位置是B标尺刻度值30的位置。
图14指示表示意图
1.调整主试验力的加荷速度
1）检查按卸荷手柄（20）应处于卸荷位置，否则请按卸荷标牌的卸力方向，使之缓慢（2~3秒左右）旋转到卸荷位置（见图15）。
图15加、卸荷手柄
2）旋转变荷手柄（24）到150公斤力的位置（使手柄的150数值与红点标记对齐，见图16）。
图16选用试验力
3）将40~50HRC的标准硬度块放在工作台。
4）旋转手轮（4）使硬度块顶起主轴,并顶起压头,直到短指针旋转到红点位置,加上初试验力。
5）按照加荷标牌的加力方向，向硬度计机身前面方向缓慢（4秒左右）拉动加荷手柄
（2）至极限位置,加上主试验力（见图15）。
6）观察指示表长指针,从开始转动到停止的时间应在4~8秒范围内,如不符,可转动油针进行调整。
首先松开缓冲器（19）上的背帽（见图17），然后轻微转动油针，逆时针转动油针，加荷速度将加快；顺时针转动油针，加荷速度将减慢。
反复调整直到合适为止，然后拧紧背帽。
图17调整油针
2.试验力的选择
转动变荷手柄，使所选用的试验力数值对准红点（见图16）。
必须注意：
变换试验力时,卸荷手柄必须置于卸荷状态（见图15，即右侧极限位置），以免造成硬度计损坏。
3.安装压头（见图18）
硬度计出厂时，主轴安装的是钢球压头。
重新安装压头时应按以下步骤操作：
1）装上压头,并用螺钉轻轻预紧。
2）将标准块或试件放置于工作台上。
3）旋转手轮加上初试验力。
4）向左拉动加荷手柄（见图15）使主试验力加于压头上。
5）上紧螺钉即可完成安装。
图18安装压头
4.试样应满足以下要求：
1）具有一定的大小和厚度,应能保证相邻两压痕中心之间及压痕中心至边缘的距离大于3毫米,其最小厚度不应小于压痕深度的8倍。
试验后,试样的支承面上不得有明显的变形痕迹。
其最小厚度取决于材质及所采用的负荷,可参考表4。
表4试样最小厚度
标尺
硬度值
（HR）
最小厚度（毫米）
标尺
硬度值
（HR）
最小厚度（毫米）
A
70
0.7
B
80
1.0
80
0.5
90
0.8
90
0.4
100
0.7
B
25
2.0
C
20
1.5
30
1.9
30
1.3
40
1.7
40
1.2
50
1.5
50
1.0
60
1.3
60
0.8
70
1.2
70
0.7
2）试样的测试面一般为平面,如果对曲面试样进行试验,其曲率半径不大时,试验结果应修正。
圆柱试样的修正量可参考表5、表6。
3）试样表面必须经过精磨或抛光,其粗糙度不得低于“
”,加工时不应影响金属的硬度,即不应有加工硬化或出现回火现象。
支承面的粗糙度不得低于“
”。
试样的测试面、支承面及工作台面应保持清洁。
试样平稳地放置在工作台上,在试验过程中不应发生移动现象。
4）试样的安置，必须保证所施加的试验力垂直作用于测试面。
对于弯曲形状及其他不规则形状的试样,必须采用相应类型的专用工作台,并选择正确的试验位置，如对圆柱试样,必须采用“V”形工作台；对于中空的试样，要避免试验力造成的变形，否则有可能影响测得的硬度值。
试验程序
1.将丝杠顶面及工作台的上下端面擦干净,将工作台置于丝杠安装孔中。
应根据工件的大小选用适当的工作台。
2.将试件支承面擦干净,放置于工作台上,旋转手轮使工作台缓慢上升,并顶起压头，中途不允许停顿或倒转，直到短指针指向红点，长指针顺时针旋转三圈垂直上指（允许相差±5个刻度,若超过5个刻度,此点应作废,重新试验）。
3.旋转指示器外壳,使长指针与C、B之间长刻线对齐（见图19，顺时针或逆时针旋转均可）。
图19
4.按照加荷标牌的加力方向，向硬度计机身前面方向缓慢（4秒左右）拉动加荷手柄
（2）至左侧极限位置（见图15）,加上主试验力,这时可见指示器的长指针转动（见图20）。
图20
5.当指示器长指针的转动显著停顿下来后,即可将卸荷手柄按顺时针方向缓慢（2-3秒）推回至右侧极限位置,卸除主试验力（见图15）。
从指示器上相应的标尺读数（采用金钢石压头试验时,按表盘外圈的黑数字读取,采用球压头试验时,按表盘内圈的红数字读取），本例中硬度值应为45HRC（见图21）。
转动手轮使试件下降,直到测试面离开压头，再移动试件,按以上2~5过程进行新的试验。
注意移动过程中，试件支承底面不能离开试台上表面。
图21
6.丝杠保护套的用途是保护丝杠不受灰尘侵袭。
硬度计不使用时或试件高度小于100毫米时,将其套在丝杠外面。
当试件高度大于100毫米时,必须将其拿掉,以免将工作台顶起,使试验无效。
在操作4、5步骤期间，不得旋转变荷手柄，以免造成硬度计损坏。
压头、试件、工作台中的任何一项发生更换后的首次试验应视为无效。
维护和保养
保洁和润滑
☐
☐
☐硬度计长时间不用时,应用防尘罩将机器盖好。
☐定期在丝杠与手轮的接触面注入适量机油。
缓冲器加油
若施加主试验力时,指示器指针开始快速转动,然后缓慢转动,说明缓冲器内机油太少了,此时可掀起缓冲器上端的油毡,缓慢地注入清洁的32号机油。
同时多次拉推加、卸手柄（见图15）,使活塞上下移动多次,将缓冲器内的空气全部排除,直到活塞沉到底时有油从上面轻微溢出为止（见图22）。
图22
校验硬度计
用本机携带的标准硬度块检查硬度计精度。
☐正常使用的硬度计应定期校验，校验期不能超过12个月。
☐将工作台及标准硬度块擦净,在硬度块工作面进行试验,不允许在支承面进行试验。
☐若示值误差较大,除其它常规检查（见表7）外,还应检查标准硬度块支承面是否有毛刺,若有毛刺应用油石打光。
☐在标准硬度块不同位置试验时,硬度块应在工作台上拖动,不应拿离工作台面。
硬度值的修正
对于凸面试样,由于硬度测定值降低,应当加上修正量,对于凹面试样则应当减去修正量。
表5圆柱试样C、A标尺的修正量
试样
硬度值
圆柱形试样直径（毫米）
6.4
10
13
16
19
22
25
32
38
修正量
20
6.0
4.5
3.5
2.5
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
25
5.5
4.0
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
1.0
1.0
30
5.0
3.5
2.5
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5
35
4.0
3.0
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
40
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
1.0
1.0
0.5
0.5
45
3.0
2.0
1.5
1.0
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
50
2.5
2.0
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
55
2.0
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
0
60
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
0
0
65
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
0
0
70
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
0
75
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
0
0
80
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
0
0
0
85
0.5
0.5
0.5
0
0
0
0
0
0
90
0.5
0
0
0
0
0
0
0
0
表6圆柱试样B标尺的修正量
试样
硬度值
圆柱形试样直径（毫米）
6.4
10
13
16
19
22
25
修正量
0
12.5
8.5
6.5
5.5
4.5
3.5
3.0
10
12.0
8.0
6.0
5.0
4.0
3.5
3.0
20
11.0
7.5
5.5
4.5
4.0
3.5
3.0
30
10.0
6.5
5.0
4.5
3.5
3.0
2.5
40
9.0
6.0
4.5
4.0
3.0
2.5
2.5
50
8.0
5.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
60
7.0
5.0
3.5
3.0
2.5
2.0
2.0
70
6.0
4.0
3.0
2.5
2.0
2.0
1.5
80
5.0
3.5
2.5
2.0
1.5
1.5
1.5
90
4.0
3.0
2.0
1.5
1.5
1.5
1.0
100
3.5
2.5
1.5
1.5
0
1.0
0.5
故障及排除
故障检修指南
故障及排除
当硬度计产生故障时，以下内容可帮助你推测故障并推荐排除方法。
如果还不能解决问题，请不要私自拆卸硬度计，请联系我公司售后服务部门。
表7故障检修指南
故障及现象
原因
排除方法
升降丝杠阻滞
锈蚀或碎屑
清除丝杠和手轮上的碎屑，加润滑油
加载试验力时
不稳定
缓冲器油缸内油位过低
向油缸内加油（见第21页相关内容）
主试验力不能施加
缓冲器油针闭锁
适当调整油针，解除闭锁（见第16页相关内容）
砝码组未挂好
按用户手册正确调整砝码组位置（见第11页相关内容）
加主负荷时，大指针颤动
工作台水平度超差
调水平（见第14页相关内容）
硬度值不准确
试验力的问题
设置的试验力是否与该标尺要求相符
压痕距离
两压痕中心之间是否距离过近
压头的原因
安装的压头是否符合该标尺的要求
是否正确消除与主轴的间隙
压头若损坏应及时更换
工作台的问题
检查工作台与丝杠接触面是否有杂物
所用的工作台是否适合于该试样
检查丝杠保护套是否顶起工作台
试样的问题
试样测试表面是否垂直于试验力
试样背面是否有毛刺
厚度是否过小
环境原因
周围是否有机械振动源
环境温度应保持10-30ºC
其它
用随机标准硬度块校硬度计
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