MC010HLN11系列里氏硬度仪使用说明书.docx
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MC010HLN11系列里氏硬度仪使用说明书
MC010-HLN-11系列里氏硬度仪使用说明书
前言
亲爱的用户，感谢您购买了我公司生产的MC010-HLN-11系列里氏硬度计，
（以下简称“硬度计”）。
在您开始使用本仪器之前，请您务必详细阅读这本“使用说明书”，它的每段话
都会为您能够正确使用本仪器提供必要的帮助，能使您满意。
MC010-HLN-11系列包含两种型号：
MC010-HLN-11A
MC010-HLN-11C
两者的特点是：
MC010-HLN-11A仅可配国产D型冲击装置；
MC010-HLN-11C可配D型和各种异型冲击装置；
两种型号的使用方法相同；
MC010-HLN-11系列硬度计符合以下三个标准：
《里氏硬度计技术条件》ZBN71010-90
《里氏硬度计》检定规程JJG747-91
《金属里氏硬度试验方法》GB/T17394-1998
1、硬度计各部分名称.....................2
2、硬度计性能及应用.....................3
3、里氏硬度计测试原理....................4
4、试件的预处理.......................9
5、使用与操作........................11
6、保养...........................17
7、影响测试精度的几个问题..................18
8、故障分析与维修......................22
9、非保修零件清单......................25
10、“标准里代硬度块”的使用说明...............26
11、里氏硬度计的“检修、检定”服务..............27
1、硬度计各部分名称
1．1主机与打印机
1．2D型冲击装置
1234567
1释放按钮2加载套3导管4线圈部件5导线6冲击体7支承环
1.3冲击装置
DDCDLCD+15EG
1．4冲击装置技术参数
冲击装置技术参数一览表
冲击装置D/DC/DLD+15CGE
冲击能量11Nmm11Nmm2.7Nmm90Nmm11Nmm
冲击体质量5.5g/5.5g/7.3g7.8g3.0g20g5.5g
球头硬度:
1600HV1600HV1600HV1600HV000HV
球头直径:
3mm3mm3mm5mm3mm
球头材料:
碳化钨碳化钨碳化钨碳化钨金刚石
冲击装置直径:
20mm20mm20mm30mm20mm
冲击装置长度:
147/86mm162mm141mm254mm155mm
冲击装置重量:
75/50g80g75g250g80g
试件最大硬度940HV940HV1000HV650HV1200HV
试件表面平均粗糙度Ra:
2μm2μm0.4μm7μm2μm
试件最小重量:
可直接测量5Kg5Kg1.5Kg15Kg5Kg
需稳定支撑2Kg2Kg0.5Kg5Kg2Kg
需密实耦合0.1Kg0.1Kg0.02Kg0.5Kg0.1Kg
试件最小厚度:
密实耦合3mm3mm1mm10mm3mm
硬化层最小厚度0.8mm0.8mm0.8mm1.2mm0.8mm
球头压痕尺寸：
硬度压痕直径0.54mm0.54mm0.38mm1.03mm0.54mm
300HV时压痕深度24μm24μm12μm53μm24μm
硬度压痕直径0.54mm0.54mm0.32mm0.90mm0.54mm
600HV时压痕深度17μm17μm8μm41μm17μm
硬度压痕直径0.35mm0.35mm0.35mm0.35mm
800HV时压痕深度10μm10μm7μm10μm
冲击装置适用范围：
.型测量通用件
.Χ型测量孔或园
D+15型测量
沟槽或凹入
C型测量小
轻薄部件
G型测量大
厚重及表面
E型测量
硬度极高
柱筒内DL型测的表面及表面硬较粗糙的铸材料
量细长窄槽或孔化层。
锻件
2、硬度计性能及应用
本硬度计是一种先进的手持式硬度测试仪器。
该产品具有易携带、测试精度高、测量范
围宽、操作方便并适用于所有常用金属等特点。
因此可以广泛应用在石油、化工、机械、
电子等各种行业。
2．1主要用途
◆已安装的机械或永久性组装部件；
◆模具型腔；
◆重型工件；
◆压力容器，汽轮发电机组及其它设备的失效分析；
◆如机床主轴孔壁及沟槽底部等狭小空间；
◆轴承及其它零件生产流水线；
◆要求对测试结果有正规原始记录；
◆金属材料仓库的材料区分。
2．2主要技术参数
◆示值误差：
相对误差±0.8%（HLD=800时）
示值重复性相对误差0.8%（HLD=800时）
◆工作温度：
0～40℃
◆工作电压：
4.7V～6.0V
◆重量：
0.675Kg
（标准配置：
硬度计主机+打印机+D型冲击装置）
2．3主要功能
◆自动识别冲击装置种类（D、DC、D+15、C、G、E）
◆可通过键盘输入测试日期及测试代号
◆可通过键盘选择测试材料及测试方向
◆可实现六种硬度（HL、HRC、HRB、HB、HV、HS）间的相互转换及硬度与抗拉强度（δb）
间的相互转换；
◆可反复显示各次测试结果，并可删除粗大误差；
◆全屏幕显示现场的测试状态及测试值；
◆可随时输出仪器现场工作状态；
◆自动检测电池电压，当工作电压低于额定值时，自动报警；
◆打印机与主机可分离。
2．4拟合软件
对于一些特殊材料的试样，用户可使用公司提供的拟合曲线软件做专用换算表。
在实际
生产中，使用的金属材料多种多样，由于里氏硬度计对材料的加工方式、材料的合金元素组
成敏感，而里氏硬度计芯片中储存的硬度换算表不可能都能满足用户的需要，用户在测试中，
是材料合金元素组成的原因造成测试不准确的问题，可以使用拟合软件制作自己专用的硬度
换算表。
材料
硬度
制
冲击装置
D/DCD+15CGEDL
17.9～19.3～20.0～20.6～
HRC21.9～70.5
68.567.969.568.2
59.6～47.7～
HRB
Steeland99.599.9
caststeelHRA
钢和铸钢HB93～65180～63880～68390～64684～65681～646
HV83～97680～93780～99684～102780～950
32.2～33.3～31.9～35.5～30.6～
HS
99.599.399.6102.896.8
20.4～
CWT、ST合HRC22.2～70.2
67.1
金工具钢
HV80～89883～1009
HRC
GC.IRON灰
HB93～33492～326
铸铁
HV80～898
HRC
NC、IRON球
HB131～387127～364
墨铸铁
HV
C．ALUM铸HB30～159
铝合金HRB
BRASS铜锌
HB40～173
合金HRB
13.5～
95.3
BRONZE铜锡
HB60～290
合金
COPPER纯铜HB45～315
2．5测试及换算范围
材料LDσb（MPa）
1C碳钢350～710374～1670
2Gr铬钢500～730707～1829
3CrV铬钒钢500～750704～1980
4CrNi铬镍钢500～749763～1999
5CrMo铬钼钢500～730721～1813
6CrNiMo铬镍钼钢540～730844～1869
7CrMnSi铬锰硅钢500～750755～1993
8SSST超高强度钢630～7401180～1936
9SST不锈钢500～710703～1676
3、里氏硬度计测试原理
3．1基本原理
随着单片机技术的发展，1978年瑞士人Leeb博士首次提出了一种全新的测硬方法，它
的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试
样表面1mm处的冲击速度与回跳速度，利用电磁原理，感应出与速度成正比的电压。
里氏硬
度值以冲击体回跳速度与冲击速度之比来表示，较硬的材料产生的反弹速度大于较软者。
计
算公式：
Vb
HL=1000
×Va
式中：
HL——里氏硬度值
Vb——冲击体回跳速度
Va——冲击体冲击速度
3．2冲击装置输出信号示意图
3．3里氏硬度计
根据里氏原理设计生产的硬度计叫里氏硬度计，它用于金属材料硬度的测试。
具有测量
范围宽，测试方向任意等优点。
3．4里氏硬度值符号
◆其它硬度测试方法在改变压头和试验力（载荷）时其测试值不同。
同样，里氏硬度测试
在采用不同种类的冲击装置时，其测试值也不能互相代替。
即：
720HLD≠720HLG
◆在将里氏值换算成其它硬度值时，不同的冲击装置换算关系亦有所区别。
◆由于结构不同，故换算其它硬度值后书写符号应符合下列形式：
例如：
采用C型冲击装置测得的肖氏D硬度值书写方式应为52.8HSLC；
采用D+15型冲击装置测得的维氏硬度书写方式应为354HVLD+15；
采用D型冲击装置的洛氏C硬度值书写方式应为35.9HRCLD。
4、试件的预处理
4．1被测表面的准备
被测表面过于粗糙，则会引起测量误差。
因此，试件的被测表面必须露出金属光泽，并
且平整、光滑、不得有油污。
4．2曲面
当被测表面曲率半径R小于30mm（D、DC、D+15、C、E、DL型冲击装置）和小于50mm
（G型冲击装置）的试件在测试时应使用小支承环。
为方便各种异型的曲面的测试，对D、DC、D+15、C、E型冲击装置，请参照下表选用异
型支承环。
4．3试件的支承
◆对重型试件，不需要支承；
◆对中型试件，必须置于平坦、坚固的平面上，试件必须绝对平稳置放，不得有任何晃动；
◆对轻型试件，必须与坚固的支承体紧密耦合，两耦合表面必须平整、光滑、耦合剂用量
不要太多，测试方向必须垂直于耦合平面；
◆当试件为大面积板材、长杆、弯曲件时，即使重量、厚度较大仍可能引起试件变形和失
稳，导致测试值不准，故应在测试点的背面加固或支承。
4．4试件本身性应小于300高斯
异型支承环系列表
序号代号型号简图备注
103-03.7Z10-15测外圆柱面R10-R15
203-03.8Z14.5-30测外圆柱面R14.5-R30
303-03.9Z25-50测外圆柱面R25-R50
403-03.10HZ11-13测内圆柱面R11-R13
503.03.11HZ12.5-17测内圆柱面R12.5-R17
603-03.12HZ16.5-30测内圆柱面R16.5-R30
703-03.13K10-15
测外球面SR10-SR15
803-03.14K14.5-30测外球面SR14.5-SR30
903-03.15HK11-13测内球面SR11SR13
1003-03.16HK12.5-17测内球面SR12.5-SR17
1103-03.17HK16.5-30测内球面SR16.5-SR30
1203-03.18UN
测外圆柱面，半径可调
R10-∞
5、使用与操作
1硬度制显示区
2示值显示区
3测试次数显示区
4材料代号显示区
5冲击方向显示区
1数字
区
2功能
区
5．1启动
先将冲击装置导线插头插入冲击装置插口，按下电源开关，此时电源接通，
液晶屏全屏显示二秒钟后，示值显示区右起三位数字显示“00.0”；其余项恢复显示上次关
机前的状态。
如果您需要的测试参数与当前状态相符时，便可进行测试。
否则应通过键盘重
新设置。
5．2设置测试参数
◆设置测试日期。
按
年、月、日均以两位数字显示，每次输入正确后均按一次
ENTER
AVERAGE
键然后按数字键，依次输入年、月、日。
SET
DATE
键。
若输入有误，
可按DELETE键删除，然后重新输入。
注意每按一次键可删除一个数字。
◆设置测试代号
此功能可以使用户对每组测试做出标记。
按PRINT键的同时按数字键，示值显示区便会显示所按数字，设置完毕放开PRINT键。
◆设置冲击方向
根据测试时冲击装置冲击时的实际方向设置此参数,按
DIRECTION
IMPACT
键，可循环选择五
个冲击方向。
水平下斜45O垂直向下上斜45O垂直向上
设置的参数在冲击方向显示区会显示相应标记。
◆设置硬度制
按H键可循环选择六种硬度制。
设置的参数在硬度制显示区会显示出相应标记。
◆设置抗拉强度
按σb键可选择强度。
设置的参数在硬度制显示区会显示出相应标记。
◆设置被测材料
按数字键，材料代号显示区将显示所按数字。
数字所代表的被测材料见下表：
材料
代号
钢和铸白口铸铜锌合铜锡合纯铜
测硬合金工铸铝合球墨铸
钢Steel灰铸铁铁金金COPPER
具钢金铁
度andCast
CWT.STC.ALUM
GC.IRON
NC.IRON
WP.IRONBRASSBRONZE
Steel
铬镍硅铬锰硅超高强不锈钢
测强碳钢C铬钢Cr铬钒钢铬镍钢铬钼钢
钢钢度钢SST
度CrVCrNiCrMoCrNiMoCrMnSiSSST
5．3进行测试
测试前如有必要可先使用随机试块对仪器进行检验。
随机试块的数值是用标定过的里氏硬度计，在其上垂直向下测定5次，取其算术平均值
作为随机试块的硬度值。
◆加载
向下推动加载套，使冲击体被锁住。
见图
（1）
图
（1）图
（2）图（3）
◆定位
将冲击装置下部的支承环压紧在被测表面，两次测试点距离应≥3mm。
见图
（2）
◆启动
按动冲击装置上部的释放按钮，进行测试。
此时要求被测工件、冲击装置、操作者均
稳定，并且作用力方向应通过冲击装置轴线。
见图（3）
每次测试结束后，示值显示区便显示出该次测试的硬度值或强度值，同时测试次数增
一。
若测试值显示“E”，表示超出换算范围，则本次测试无效。
测试次数显示区显示的数
字不变。
5．4显示本组平均值
通常，测试值应是3～5次或更多次测试的平均值，但每组测试次数不能超过9次，否
则，前9次测试值不予保留。
按
ENTER
AVERAGE
键，示值显示区便会显示出本组测试的硬度或强度的平均值，同时在测
试次数显示区的左下角出现“Ave”提示符号，本组测试结束，再按键，将开
始下一组的测试。
ENTER
AVERAGE
5．5检查测试结果
按DELETE键，可查看前一次的测试结果，按
ENTER
AVERAGE
键，可查看后一次的测试结
果。
偏差太大的测试值可在按DELETE键的同时按
O
STATE
键，将其删除，则该次测试值不
打印且不参与平均值计算。
5．6打印
使打印机开关置于开启状态，按PRINT键，打印机将自动打印出各次的测试结果及其平
均值。
◆打印示例一
Test:
123
91.04.29STEELNo.LD
1728
2733
3736
Ave732
说明：
测试次数：
123；测试日期91.04.29；被测材料：
钢和铸钢。
硬度制：
里氏D型冲击装置；平均值：
HLD=732。
◆打印示例二
Test:
003
Test:
123
98.05.20STEELNo.LDHB
1710485
2153***
3712488
Ave525230
说明：
（1）测试次数：
003；测试日期：
91.05.20；被测材料：
钢和铸钢。
硬度制：
里氏。
D型冲击装置。
（2）打印结果出现“***”，是由于硬度制选择里氏，当测试结束后按H键，将硬度制
选择为布氏。
里氏值153超出换算范围，此时的布氏测试值显示“E”。
（3）若硬度制直接选择布氏，其余设置不变，则第二次测试值显示“E”，打印时不出
现第三次测试值，而第二次测试值为LD：
712；HB：
488。
（4）如设置的硬度制为里氏，则只打印里氏值，如设置的是抗拉强度或其它硬度制，
则将换算值与里氏值一并打印。
（5）布氏平均值230由里氏平均值转换得出。
测试钢的布氏硬度：
当被测零件（或硬度块）系锻造工艺成型，且HB（F=30D^2）为142～
305（HLD400～590）时，仪器自动换算的测试值误差较大。
此时，硬度制应选里氏。
根据
HLD平均值查下表：
HLDHB（F=30^2）
HLD0123456789
400142143144145145146147148149149
410150151152152153154155155156157
420157158159160160161162163163164
430165166166167168168169170171171
440172173174174175176176177178179
450179180181182182183184184185186
460187187188189190190191192193193
470194195196196197198198199200201
480202202203204205205206207208208
490209210211211212213214215215216
500217218219219220221222223224224
510225226227228229229230231232233
520234235235236237238239240241242
530242243244245246247248249250251
540252253254255256257258258259260
550261262263264265266268269270271
560272273274275276277278279280281
570282284285286287288289290292293
580294295296297299300301302303305
5．7测试结果
测试结束后，关掉电源开关和打印机开关。
5．8附加说明
◆各冲击装置冲击点之间最小距离：
见下表
冲击装置类型两压痕中心距离（mm）两压痕中心距试样边缘距离（mm）
D、DC、D+15、E、DL35
G48
C24
◆测试日期及测试代号可在测试过程中随时修改；
◆设置的硬度制或强度以及被测材料可在测试过程中随时修改。
本组所有测试值按新参数
换算；
◆设置的冲击方向可在测试过程中随时变换，变换前的测试值不变，变换后的测试值按新
设置的冲击方向自动修正；
◆测试中可随时按
O
STATE
键，查看仪器当前工作状态；
◆测试结果可打印任意数，并可按新设置的参数随时打印，每次打印均为本组各次的测试
值及其平均值。
◆测试结果离散度大，原因如下：
（1）两压痕中心距离不符合要求（见上表）
（2）两压痕中心距离试样边缘距离不符合要求（见上表）
（3）试件表面粗糙度不符合要求（见第3页）
（4）材料自身的原因。
6、保养
严格避免碰撞、重尘、潮湿、强磁场、油污等
6．1冲击装置
◆在使用1000—2000次后，要用尼龙刷清理冲击装置的导管及冲击体，清刷导管时先将支
承环旋下，再将冲击体取出，将尼龙刷以逆时针方向旋入管内，到底后拉出，如此反复5次
清刷后，再将冲击体及支承环装上；
◆使用结束后，要将冲击体释放；
◆冲击装置内绝对禁止使用各种润滑剂。
6．2主机及打印机
◆定期给主机充电，一般工作8～24小时充电一次，每次充电8小时；
◆更换打印纸时如图1所示，在“手推处”向前下方向推动打印纸盖，并取下。
装上打印
纸后，将打印纸端部插入打印机进纸口，按动键，键，直至打印纸端部穿出打印机并
FEED
PAPER
突出外壳，再装上打印盖；
◆不用打印机时，可按图2所示方法将其卸下，注意用力要均匀，方向要正确，以免损坏
壳体。
为使用方便，拆下打印机后，还可将支架插板和支架装上。
为保证打印机联接口
工作可靠，拆下打印机后应装上主机堵塞；
◆重新使用打印机时，按相反顺序操作。
◆更换色带：
先拆下打印机，旋下螺钉，打开打印机上盖，更换色带后应按色带上的箭头
指示方向旋动旋钮。
拉紧色带。
（见图3）
◆更换电池：
在主机内装有串联联接的4节5号Ni—cd可充电电池，一般工作寿命3年。
电池失效后，用户可自行更换，其程序是：
（1）旋下主机背后的四只螺钉，分开上、下盖；
（2）拆下电池压板，打开电源插头，取出已失效电池；
（3）将新电池按原样连线并装上电源插头（注意正、负极不要接反）。
（4）新电池就位，装上电池压板，插上电源插头，打开电源开关检查工作是否正常；
（5）合好上、下盖后旋紧四只螺钉。
图4
7、影响测试精度的几个问题
由于里氏硬度仪是在动态力作用下测定金属硬度的，所以影响测试结果准确性的因
素比较多，故应对这些因素加以一定的限制，主要包括：
试验条件、试验对象、操作技
术和数据处理等几个关键环节，下面将就一些具体问题探讨一下：
◆试件曲率对精度的影响：
在现场工作中，经常遇到曲面的试件，各种曲面对硬度测试结果的影响不同，在正确操作的
情况下，冲击体落在试件表面瞬间的位置与平面试件相同，故通用支撑环即可。
但曲率
小到一定尺寸时，由于平面条件的变形的弹性相差显著，会使冲头回弹速度偏低，从而
使里氏硬度示什偏低。
冲头在落于试件曲面时与落于平面上有如下偏差：
对于凸面试件，可根据下式计算出冲头在
冲击瞬间比平面条件提前冲击的距离偏差。
2
h=r.1/24r2.c
式中h—距离
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