硬度计其工作原理是依据弹性冲击原理直接对被测材料和工件进行硬度测定, 它主要由冲击装置和显示装置两个部分构成。而里氏硬度试验法是一种动态硬度试验法，本文主要就其工作原理进行解释，并对JJG747-1999《里氏硬度计》检定规程中的里氏硬度计碳化钨球头及金刚石球头检定方法、检定用标准器等内容进行了探讨。
0 引言
硬度计由冲击装置和显示装置两部分组成, 是根据弹性冲击原理直接对被测材料和工件进行硬度检验, 主要用于测定金属材料的硬度;适用于不易移动的大型工件和不易拆卸的大型部件及构件的硬度检验。
里氏硬度试验法是一种动态硬度试验法, 用硬度计的冲击装置将冲击体(碳化钨或金刚石球头)冲击在试样表面上, 测量其球头距试样表面1mm 处的冲击速度和反弹速度, 两者的比值即为里氏硬度值。
JJG747 -1999《里氏硬度计》检定规程于1999 年颁布实施, 主要技术要求包括冲击装置、显示装置以及硬度计的示值误差、重复性检定等方面。对于冲击体的球头, 按材质种类的不同分为碳化钨球和金刚石球头两种, 并根据不同材质的球头给出相应的检定方法。笔者作为一名长期从事计量检定人员, 在实际的检定过程中做了较为深入的探索和思考, 从中获得了一些心得体会, 本文就两种球头直径的检定方法与大家进行探讨。
1 碳化钨球直径检定方法的探讨
JJG747 -1999《里氏硬度计》检定规程中对碳化钨球直径检定方法的描述为:用立式光学计(规程中表4 规定:准确度优于0.25μm)检定, 检定时在不少于三个位置上进行, 在任意位置上的测量值与其标称值之差应符合2.2.2 的要求。
上述检定方法的表述中, 笔者认为有如下两个方面值得商榷:
(1)“检定时在不少于三个位置上进行, 在任意位置上的测量值与其标称值之差”的内容表述中:“不少于三个位置上”与“在任意位置上”容易产生混淆, 是否可以直接更改为“检定时在不少于三个位置上进行, 所得测量值与其标称值之差” 。
(2)规程中规定碳化钨球头半径为3.0mm , 检定所用标准器为立式光学计, 而根据JJG45 -1999《光学计》检定规程中关于测量用立式光学计的示值范围和测量范围表
述(如表1 所示), 立式光学计的示值范围为±100μm , 所以无法进行直接测量, 必须通过比较法进行直径的尺寸测量。为此, 是否应该在所列标准器中增加标准器———四等量块。
表 1 光学计示值范围和测量范围表
表 1 光学计示值范围和测量范围表
2 直径检定方法的探讨的探讨
JJG747 -1999《里氏硬度计》检定规程中对金刚石球头检定方法的描述为:将冲击体的金刚石顶端球面在投影仪上投影与专用曲线板进行比较, 使冲击体绕轴线旋转, 分别比较距离金刚石顶端0.2mm 范围内的两个轴向截面上的球面半径, 与标准半径之差应符合2.2.2 的要求。
上述检定方法的表述中, 笔者认为有如下两个方面值得商榷:
(1)增加所用检定设备的技术要求
①检定设备:专用曲线板
表2 JJG747-1999 规程规定的检定项目及检定用设备
②检定设备:投影仪(100 倍以上)
对于一球面半径为3.0mm , 公差为±0.1mm 的球, 而且是与专用曲线板进行比较测量, 笔者认为确认投影仪放大倍数的正确性和专用曲线板的最大允许误差两个参数应该更为有效;而对物镜的放大倍数选用适合的即可,一般取成像后为回转影屏半径(1/ 2 ～ 2/3)为佳。
(2)采用准确度等级优于规程所述方法的其他检定方法
采用万能工具显微镜测出球面横截面圆弧弦长和对应的高, 通过弓高弦长法算出相应的直径, 然后除以2 即为半径值;此方法即简便又准确, 笔者认为更具备参考价值。
4 小结
以上为笔者对里氏硬度计检定规程的一些介绍。因其小巧轻便，精准度高，也不需要用到工作台，可以在任何方向应用的特点，收到越来越多用户的青睐。距离现金，JJG747 -1999《里氏硬度计》检定规程颁布有十余年了，在一定程度上与现行的需要脱节,并且对该计量器的发展造成很大影响，修改检定规程趋势不可阻挡。
