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                        布氏硬度計的原理及維修方法

                        發布時間:2016-11-11 17:45:28    被閱覽數: 443 次 來自:紹興精博檢測儀器有限公司

                        一、布氏硬度計原理

                               用一定直徑的鋼球或硬質合金球,以規定的試驗力壓入式樣表面,經規定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm2(MPa)。

                               測定布氏硬度較準確可靠,但一般HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,既直觀,又方便。

                        二、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10 mm直徑球壓頭,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,測量操作和壓痕測量都比較費時,并且由于壓痕邊緣的凸起、凹陷或圓滑過渡都會使壓痕直徑的測量產生較大誤差,因此要求操作者具有熟練的試驗技術和豐富經驗,一般要求由專門的實驗員操作。

                        三、布氏硬度計的應用

                               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和軟鋼,采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。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。

                               布氏硬度試驗條件的選擇如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。布氏硬度試驗最常用的試驗條件是采用10mm直徑的球壓頭,3000kg試驗力。這一條件最能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的規則有2個。

                               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F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K。這個規則來源于相似律。根據相似律,不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗力F1、F2作用下壓入試樣表面,壓痕直徑d1、d2是不同的,但是只要壓入角相同,壓痕就具有相似性。這時試驗力和壓頭球直徑的平方之比就是一個常數。在這種條件下,采用不同的試驗力和不同直徑的球壓頭,在同一試樣上測得的硬度值是相同的,在不同的試樣上測得的硬度值是可以相互比較的。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F/D2,在采用牛頓力的新標準中表示為0.102 F/D2。

                               規則二:試驗后要使壓痕直徑處于以下范圍:0.24D < d < 0.6D。否則試驗結果是無效的,應選擇合適的試驗力重新試驗。人們大量試驗表明:當壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時,測得的硬度值與試驗力大小無關。布氏硬度試驗可選擇的試驗力從3000kg到1kg大約有20個級別。

                        四、布氏硬度計的常見故障及維修方法

                        1、加荷速度不能控制在規定的時間內

                              加荷速度過快或過慢,主要是減速器用油粘度過小或過大,應清洗減速器,并更換減速器用油。

                        2、按鍵開關按下,硬度計不動作,但有嗡嗡的電流聲

                               此種故障原因為電機缺相,應檢查電源是否正常,電源插頭是否插好,電纜線是否有斷路,電源開關是否完好,電機接線是否接牢,電機線圈是否燒壞一組以及換向開關觸點接觸是否良好等,應視其情況分別予以排除。

                        3、布氏硬度計載荷全部加上時停機

                              此種故障原因為換向開關接觸點有燒傷、燒蝕現象,造成接觸點接觸不良,應對接觸點加以清理打磨或更換新的換向開關。

                        4、載荷誤差超過±1.0%或不穩定

                              造成這種故障的原因及排除方法:(1)力點刀刃松動,應調整力點刀刃并擰緊;(2)力點刀刃和支點的磨損會不同程度地增加載荷誤差,應研修刀刃;(3)載荷杠桿上的調整塊位置不適當,可根據情況向前或向后移動,調整合適后固定緊;(4)壓縮彈簧銹蝕,增大了與壓軸、主軸襯套的摩擦,應清洗生銹部位并上防護油或更換之。(5)加荷不平穩,有沖擊振動現象,應排除引起不平穩的因素。

                        5、測定的硬度值與標準硬度塊示值不一致

                               造成這種故障的原因及排除方法:(1)布氏硬度計[color=#040d09]安裝不水平,應將布氏硬度計[color=#040d09]調至水平;(2)鋼球表面不光潔或直徑超過允差,應用千分尺挑選合格的鋼球換上;(3)壓痕測量裝置誤差偏大,應調整壓痕測量裝置的允許誤差,使其≤±0.5%; (4)砝碼不能垂直放置,砝碼與硬度計后蓋擦靠,應檢查吊環是否掛在重點刀刃上,吊架吊桿是否平直,否則應將吊環掛于重點刀刃上,校直吊架吊桿;(5)主軸與試臺平臺垂直度,主軸軸線與升降絲桿軸線同軸度超差,應分析視其情況進行主軸與試臺平臺垂直度、主軸軸線與升降絲桿軸線同軸度的調整。

                        6、布氏硬度計反復加卸載荷

                               造成這種故障的原因及排除方法:(1)按鍵開關頂桿過長,轉向開關A、B觸點與A1、B1觸點不能脫開,應調節頂桿長度并固定之;(2)換向開關安裝位置不當,活動擋板不能觸動換向開關上的銷子,造成換向開關不換向,應調整換向開關的安裝位置。

                         
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