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                  布氏硬度計工作原理及其使用注意事項

                  更新時間:2024-03-01      點擊次數:227
                  1.布氏硬度計工作原理
                     對直徑為D的硬質合金球壓頭施加規定的試驗力,使壓頭壓入試樣表面,經規定的保持時間后, 除去試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑d,布氏硬度用試驗力除以壓痕表面積的商來計算

                  2. 布氏硬度計的特點

                     布氏硬度試驗的優點是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm球壓頭,3000kg試驗力,其壓痕面積較大,能反映較大范圍內金屬各組成相綜合影響的平均值,而不受個別組成相及微小不均勻度的影響,因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。它的試驗數據穩定,重現性好,精度高于洛氏,低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強度值之間存在較好的對應關系。

                     布氏硬度試驗的缺點是壓痕較大,成品檢驗有困難,試驗過程比洛氏硬度試驗復雜,要分別完成測量操作和壓痕測量,因此要求操作者具有一定的經驗。

                  3. 布氏硬度計適用范圍  
                     布氏硬度計主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試,鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗有著較好的對應關系。布氏硬度試驗還可用于有色金屬、鋼材和經過調質熱處理的半成品工件,采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。
                     鑒于以上特點,布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢測,由于壓痕較大,一般不用于成品檢測。

                  4. 布氏硬度試驗條件的選擇
                     布氏硬度計的試驗原理可概括為:材料厚-大負荷-大鋼球-得到大的壓痕-得到最小的誤差結果
                     同洛氏硬度試驗關于標尺的選擇一樣,布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題,即試驗力F和壓頭球直徑D的選擇。這種選擇不是任意的,而是要遵循一定的規則,并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配,應用起來比洛氏硬度試驗略顯復雜。
                     布氏硬度試驗常用的試驗條件是采用10mm直徑的球壓頭,3000kg試驗力。這一條件能夠最大限度地體現布氏硬度的特點。但是由于試樣材質不同,硬度不同,試樣大小,薄厚也不同,一種試驗力,一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循以下兩個規則:

                   4.1 規則一,要使試驗力和球壓頭直徑的平方之比為一個常數。即
                                     

                   試驗力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標準中表示為,在采用牛頓力的新標準中表示為0.102

                   測試鋼鐵材料,通常采用3000kg力,10mm球的試驗條件,有

                    測量范圍為100~650HBW。根據相似律,采用750kg力,5mm球;187.5kg力,2.5mm球;1850kg力,7.26mm球時,K值都是30,測量范圍也都是100~650HBW,各種不同組合在測試同一試樣時,其硬度值應該是相等的。    

                   D是鋼球直徑

                  K 就是常數,F是實驗力

                  K=

                  K必須是30   10  5  2.5

                  4.2 規則二 試驗后要使壓痕直徑處于以下范圍內

                  0.24D≤d≤0.6D

                   

                  d是得到的壓痕

                  D是鋼球直徑,

                  d=0.375D的時候硬度值是最準確的時候,越無限接近的時候越準確

                  布氏硬度試驗可選擇的0.102F/D²值為30、15、10、5、2.5、1共6種。標準GB/T231.1—2002中規定,對于鋼只有一種選擇,就是0.102F/D²=30,對于其他材料,根據其不同的硬度范圍,有2~3種0.102F/D²值可供選擇。

                  試樣厚度應大于壓痕深度的8倍 ----這點很重要,是不能忽視的
                     根據試樣的厚度和大小選擇壓頭直徑D和試驗力F,對于較厚、較大的試樣,應盡量選用Ø10mm的壓頭和相應的試驗力,因為這樣最能體現布氏硬度計的特點。對于較薄、較小的試樣,應選用較小的壓頭和較小的試驗力。以保證滿足布氏硬度試驗關于“試樣厚度應大于壓痕深度的8倍”的要求

                     總結一下,布氏硬度的條件和原則總共四條

                  試樣厚度應大于壓痕深度的8倍
                                     0.24D≤d≤0.6D
                  K=F/D²  材料厚-大負荷-大鋼球-得到大的壓痕-得到最小的誤差結果

                  布氏硬度計的精度比洛氏硬度計的精度高

                  舉例說一下,1HRA差不多等于200HB

                  洛氏硬度計的誤差加減一度的時候,相當于布氏硬度的200度左右

                  5.布氏硬度計 安裝及調整

                  1、打開外包裝將硬度計應放置在干燥、清潔、無震動及腐蝕性介質的室內。硬度計的基礎應堅固平坦,其高度約為500mm左右并留有保證人工加卸砝碼的場所,臺子上應留有供絲杠升降穿過的孔(約10mm)。然后將準確度為0.2mm/m的水平儀放置在本機的大平工作臺上,調至水平即可。

                  2、通過漏電保護器將電源(220V)接入本機,檢查電源電壓(220V)能夠滿足本機性能及參數要求并接好接地線后方可通電試驗(電源保險絲為3A)

                  接地線往往被大家忽視,尤其在維氏硬度計的使用的時候,接地線很重要

                  3、安裝壓頭與試臺:
                     按表1選擇壓頭20,并用無酸汽油清洗其球上附沾的防銹油,用棉花或質地較軟的紗布擦拭干凈,裝入主軸孔內,旋轉緊定螺釘使其輕輕壓入壓頭固定桿之扁平處,然后將工作臺安裝在絲杠上。再將試樣平穩、密合地安放在工作臺上。此時轉動手輪使試臺緩慢上升,試樣與壓頭接觸直至手輪與螺母產生相對滑動,最后將壓頭緊定螺釘壓緊于固定桿之扁平處。

                  4、選擇試驗力:
                     選用的試驗力為1.839千牛(187.5Kgf)時,將砝碼吊架掛在大杠桿尾部刀刃上即可;若加上Φ120*26(62.5Kgf)的砝碼就形成2.452千牛(250Kgf)的試驗力;再加上一個Φ160*92(500Kgf)的砝碼便形成了7.355千牛(750Kgf)試驗力,再加上一個Φ160*55(250Kgf)的砝碼便形成了9.807千牛(1000Kgf)試驗力,再加上4個Φ160*92(500Kgf)的砝碼便形成了29.42千牛(3000Kgf)試驗力。

                  5、選擇試驗保持力保持時間:
                     按表1選擇試驗力保持時間,按SET進入時間設置程序,按左側箭頭鍵向上滾動設置時間的十位數,按右側箭頭鍵向上滾動設置時間的個位數,確定后按SET鍵確認所設定的時間。

                  6、正式試驗以上工作準備就緒后,將工件放在工作臺上,轉動手輪使工件上升,當試樣與壓頭接觸并產生一定壓力,鋼球彈性定位器失效時,停止轉動手輪。按START鍵硬度計自動完成工作循環

                  實驗結束后,反向轉動手輪,取下試樣用隨機所帶的讀數顯微鏡測量試樣表面的壓痕直徑,將測量結果查附表

                  接下來說一下硬度計的檢查

                  1、用秒表檢查試驗力持續時間的準確性,試驗力持續時間允許誤差為:12±2、30±2、60±2秒。

                  2、示值誤差檢查,應按標準布氏硬度塊上標注的條件進行。在標準塊表面不同位置上進行三次硬度試驗,取其算術平均值,該值與標準塊標稱值之差,除以標準塊標稱值之商不應超過±3%。否則需用標準測力儀器來檢查硬度計的試驗力是否正確,其試驗力允許誤差為±1%,或者檢查壓頭球是否有缺陷或變形等。

                  3、定期檢查手輪定位器產生的壓力,此力須完全能克服壓軸之彈簧的壓力。具體方法,取下砝碼及吊架,轉動手輪使絲杠上升彈性定位器失效時,大杠桿應能被頂起,加上砝碼吊架時大杠桿應不能被頂起。重復幾次達到以上條件即可。
                  檢查周期可根據使用情況而定,一般為三個月較適宜

                  4、定期檢查球的直徑變化(根據使用情況最長不應超過一個月),當球直徑2.5mm時,允許變差為±0.003mm;球直徑為5mm允許偏差為±0.004mm;球直徑為10mm時允許偏差為±0.005mm;球表面在5倍放大鏡下觀察時,應無任何表面缺陷,球表面粗糙度Ra不應大于0.05微米

                     不知道大家有沒有發現,布氏硬度計有兩種標尺,HBS  HBW

                  HBS是鋼球壓頭,HBW是碳化壓頭,現在大家都說HB ,也就是碳化壓頭

                  鋼球壓頭已經不再使用了

                  對于壓頭壽命來講,碳化鎢的會更久一些,硬度值會更準確一些

                     接下來說一下維護和保養吧

                  1、硬度計摩擦表面每半月潤滑一次

                  2、硬度計實驗完畢后,應套上防塵罩,以免灰塵進入機器內部。

                  3、硬度計停止使用時,應將砝碼與砝碼掛架取下來,搬運時應注意不要碰觸杠桿,以免損壞機件

                  選擇布氏硬度計的選擇:

                  控制面板:強電與弱點相分離

                  這樣是為了 避免了相互干擾,避免了電流過大擊穿面板,提高了安全性與面板的使用壽命

                  換向開關:接近感應開關與大杠桿直接感應換向

                  接近感應開關的使用壽命長,接近開關位置固定與大杠桿直接感應換向。

                  繼電器:大功率固態繼電器

                  功率大,功耗低,無觸點、無火花,控制與被控制的隔離度高,便于與電子電路直接連接。使用壽命長

                  機械結構 :大扭矩永磁同步電機經絲杠絲母傳送工作

                  噪音小

                  布氏硬度計在使用的過程中,操作是很簡單的,難點在選擇符合和壓頭上的

                                                        

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