洛氏硬度测试误差的原因及应对方案研究

彭广超

江苏常州检验检测标准认证研究院 江苏常州 213164

工件的硬度是零部件的一个重要指标，在工件生产完毕之后，需要对工件进行洛氏硬度测试以确保其在应用中的安全性和稳定性，在测量过程中，会存在一定的误差，不过如果误差过大，就会造成测量结果出现错误，可能导致不合格的工件过检合格，然后造成更为严重的影响，造成不必要的损失。想要将硬度测量误差控制在一个可控的范围内，就要对硬度测试的误差产生原因了解之后才能加以防范。

1 操作因素

1.1 操作熟练度

当检测人员的操作不够熟练的时候，就容易出现测量误差，只有提高测量人员的操作数量度，才能避免此类误差的出现，这类误差主要包括：

一些特殊的工件需要附加修正值，没有加修正值就会导致测量结果出现误差。加荷时间控制缺乏经验，加荷时间过短、过长都会导致整体的硬度测量结果出现偏差，应该控制加荷时间在六秒到十秒之间，并且加荷的时候操作要平稳。另外，工件在进行测试前，表面要进行打磨。最后，是压头与载荷之间不一致，这也会导致测量结果出现误差。

想要解决操作熟练度带来的误差，一方面需要对操作人员高标准严要求，用明确的奖惩措施进行限制，另外，也要定期对操作人员进行培训，操作不熟练的新手不能单独进行工件硬度检测工作。

1.2 硬度计安装

硬度计在进行安装的时候要水平，如果不水平，其测量结果就要稍低于真实值，带来一定的测量误差。在实际工作中，为了确保硬度的水平安装，可以使用水平仪对硬度计进行水平位置的校正。

1.3 工件安装

工件的安装需要与工作台贴合，在测试过程中如果出现工件滑动、松动等情况，会对测量结果造成较大的影响。

对于这种情况，要在测量前对工件的情况进行检验和校正，如果是一些形状较为特殊的工件，为了让其在测量期间保持静止，需要采用特制的工作台予以配合。

2 工件因素

2.1 表面粗糙度

如果工件的表面不够平整，会造成巨大的测量误差，主要体现在测量高硬度值的时候，其结果往往高于真实值，测量低硬度值的时候，其结果又小于真实值，也就是测量范围远大于真实范围[1]。

解决粗糙度的问题要用砂纸将工件的表面打磨，之后擦拭干净再进行检测。

2.2 表面洁净程度

如果工件的表面不干净，有油污、水渍、沙土、毛刺等，都会造成测量结果相较于实际值较低。

解决办法是将工件清理干净之后再进行测量。

2.3 表面形状

在测试的过程中，表面形状对测试结果也会造成不同的影响，不同的形状造成误差的原因也不尽相同。一些斜面、球面、曲面的工件，在实际操作中就容易出现滑动的情况，造成测量结果偏低，这种情况要使用专业的操作台。如果工件本身表面是凹凸不平的，上文提到过，这时候实际上相当于表面的粗糙度过大，会导致难以测量的情况，如果是这种情况，一般只能测量平整面。还有当工件是细杆形状或者是长条板状的时候，测量过程中会出现弯曲和形变而造成测量结果不准确的情况，这时候要利用一些辅助固定的工具，防止工件发生形变。

3 硬度计因素

3.1 压头

压头原因主要是硬件的尺寸不对造成的，硬度计在长期的测试中，可能导致压头出现问题，一些指标出现变化比如压头圆锥角应为一百二十度，如果其小于一百二十度，就会导致测量值出现误差。同样的，顶端圆弧和钢球压头如果出现尺寸的问题也会造成测量结果的偏差。一般来讲，造成这种情况的原因可能是硬度计部件老化或者硬度计本身的质量问题，需要对硬度计进行维修校准或者更换。

3.2 载荷

一般来讲，初始载荷为一百牛顿，当硬度计的弹簧、杠杆等出现问题时，载荷数值会出现偏差，一般来讲，初始载荷的误差范围允许在0.2牛顿上下[2]。除了初始载荷问题，还可能因为杠杆比例出现问题而带来误差。

如果是初始载荷的问题，需要检查弹簧。杠杆和百分表，紧固杠杆螺丝，如果是杠杆出现问题，要进行人工校直。

3.3 工作台

工作台不水平可能会导致测量结果与实际值相比偏低，需要用水平仪对水平台进行调整，另外，特殊的工作台一般仅针对特殊的工件，不能进行混用，容易造成误差。

4 环境因素

4.1 温度的影响

硬度计本身不会受温度影响，但是缓冲器的工作原理是利用油的粘着力进行缓冲，环境温度对油的粘着力造成一定的影响，最终导致缓冲器的工作效果下降，测量结果出现偏差。除此之外，当温度升至80度以上的时候，会导致工件表面的硬度值出现偏差，不过硬度计测量一般在室温环境下进行，这种情况不太容易发生。

4.2 周围震动的影响

当硬度测试时周围出现震动，可能会导致硬度计的某些部件松动，对测量结果造成一定的影响[3]。在测量过程中，应该保持周围的环境相对稳定，不要击打和晃动工作中的硬度计。

总之，工件的硬度测试工作非常重要，是工件寿命和质量的重要衡量指标，在进行硬度测试的过程中，可能会因为一些操作不当和环境因素或者硬度计、工件本身的情况而带来一定的误差，通过上文分析我们可以发现，大部分的误差实际上都是可以避免的，在实际工作中，要做到积极避免误差，才能让测量更加精准，测量结果才更有说服力和实际意义。