硬度計(jì)壓頭介紹
壓頭在硬度試驗(yàn)中是一個(gè)至關(guān)重要的部件，它的精度和品質(zhì)是保證示值準(zhǔn)確性重要因素。由于試驗(yàn)方法的不同，壓頭有不同的材料、不同的幾何開(kāi)關(guān)和不同的精度要求。
按制造用材料可分為：鋼質(zhì)、硬質(zhì)合金、 人造剛玉和天然金剛石。
按形狀可分為：球形、圓錐形、圓柱形、正角錐體和菱形錐體。
按試驗(yàn)方法可分為：布氏硬度試驗(yàn)法的φ10、φ5、φ2.5和φ1 mm的硬質(zhì)合金球壓頭。洛氏硬度試驗(yàn)法用的φ1.588和φ3.175 mm的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球和夾角為120°的圓錐體金剛石壓頭。維氏硬度使用的兩相對(duì)面夾角為136°±0.5°的正四面角錐金剛石壓頭。劃痕硬度使用90°、120°金剛石壓頭型號(hào)為：RC 1~RC 15為15種洛氏金剛石壓頭；HV 1~HV 4為4種維氏壓頭；HD 1~HD5為5種顯微硬度用壓頭；HVG 1~HVG 2為高溫硬度用壓頭；HV 1為努普硬度用壓頭；HS 1為肖氏硬度用壓頭， HC 1為超聲波硬度用壓頭。壓頭應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)方法、硬度計(jì)類型以及測(cè)定對(duì)象特點(diǎn)準(zhǔn)確選用。
1)布氏壓頭的檢驗(yàn)
新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，壓頭球體應(yīng)是硬質(zhì)合金材料制成，取消了原標(biāo)準(zhǔn)中使用鋼球的規(guī)定。硬質(zhì)合金球的特性應(yīng)滿足如下要求：
維氏硬度不低于1500HV10，硬度測(cè)定方法按GB/T 7997規(guī)定進(jìn)行。
材質(zhì)密度為：ρ=（14.8±0.2）g/cm3
建議其化學(xué)成分為：
碳化鎢（WC）：基本部分；
其他碳化總量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：2.0%；
鈷（Co）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：5.0%～7.0%。
由于球體壓頭是布氏硬度試驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)工具之一，所以球體直徑的公差范圍應(yīng)控制得盡可能小，否則將影響布氏硬度值的準(zhǔn)確性。
在GB/T 231.2中對(duì)布氏硬度壓頭球 直徑允差規(guī)定見(jiàn)下表：
硬質(zhì)合金徑允許偏差
球直徑/mm | 允差/mm | 球直徑/mm | 允差/mm |
10 5 | ±0.005 ±0.004 | 2.5 1 | ±0.003 ±0.003 |
在檢查球體直徑時(shí)，應(yīng)在3個(gè)以上位置測(cè)量，用其平均值作為測(cè)量直徑，而且在每個(gè)位置上測(cè)量的直徑偏差均不應(yīng)大于上表規(guī)定。
2）洛氏壓頭的檢驗(yàn)
在洛氏硬度試驗(yàn)中，使用兩種類型的壓頭，即金剛石圓錐壓頭和球壓頭。
（1）金剛石圓錐壓頭的檢驗(yàn)
金剛石圓錐壓頭的檢驗(yàn)分直接檢驗(yàn)和間接檢驗(yàn)。
在直接檢驗(yàn)中要求：
①在0.3 mm壓入深度內(nèi)金剛石圓錐球面應(yīng)拋光，并無(wú)表面缺陷，錐面與球面應(yīng)完全相切。
②在4個(gè)以上等間隔截面測(cè)量壓頭形狀。
③金剛石圓錐頂角應(yīng)為120°±0.35°，在鄰近結(jié)合處金剛石圓錐母線直線度偏差在0.4 mm內(nèi)應(yīng)不大于0.002 mm。
④金剛石圓錐體軸線與壓頭柄軸線夾角應(yīng)小于0.5°。
（2）球壓頭的檢驗(yàn)
①球壓頭包括鋼球和硬質(zhì)合金球，球的表面應(yīng)拋光，并且沒(méi)有表面缺陷；
②球的直徑允許偏差在3個(gè)以上位置測(cè)量，應(yīng)符合下表要求；
③鋼球的維氏硬度應(yīng)不低于750HV10(曲面修正后的值)；
④硬質(zhì)合金球的維氏硬度應(yīng)不低于1500HV10（曲面修正后的值）。
表2 洛氏硬度壓頭球直徑允許偏差
洛氏硬度標(biāo)尺 | 球直徑/mm | 允差/mm |
B F E G | 1.5875 1.5875 1.5875 1.5875 | ±0.0035 ±0.0035 ±0.0035 ±0.0035 |
E H K | 3.175 3.175 3.175 | ±0.004 ±0.004 ±0.004 |
3）維氏金剛石壓頭的檢驗(yàn)
金剛石壓頭的檢驗(yàn)
在GB/T 4340.2中對(duì)維氏硬度壓頭要求如下：
（1）金剛石正四棱錐體的4個(gè)面應(yīng)拋光且無(wú)表面缺陷；
（2）通過(guò)直接測(cè)量或在投影屏上測(cè)量壓頭的投影能夠?qū)侯^的形狀進(jìn)行檢驗(yàn)；
（3）金剛石棱錐體頂兩相對(duì)面夾角應(yīng)為136°±0.5°。