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布氏硬度計(jì)

布氏硬度計(jì)主要用于鑄鐵、鋼材、有色金屬及軟合金等材料的硬度測定,布氏硬度試驗(yàn)是所有硬度試驗(yàn)中壓痕最大的一種試驗(yàn)法,它能反映出材料的綜合性能,不受試樣組織顯微偏析及成分不均勻的影響,所以它是一種精度較高的硬度試驗(yàn)法。在冶金、鍛造、未經(jīng)淬火鋼及有色金屬等工業(yè)領(lǐng)域、實(shí)驗(yàn)室、大專院校和科研單位內(nèi)廣泛使用。

  產(chǎn)品概述

  布氏硬度計(jì)可用于測試鑄件、鍛件、供貨狀態(tài)的鋼材、有色金屬及經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理的半成品鋼鐵工件。 這是一種可以在車間使用的便攜式儀器,操作簡單,攜帶方便,可現(xiàn)場測試大型工件而不必取樣,可實(shí)現(xiàn)大型工件的逐件檢測。

  布氏硬度計(jì)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(yàn)有著較好的對應(yīng)關(guān)系。布氏硬度試驗(yàn)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(jì)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(yàn)條件的選擇如同洛氏硬度試驗(yàn)關(guān)于標(biāo)尺的選擇一樣,布氏硬度試驗(yàn)也要遇到試驗(yàn)條件的選擇問題,即試驗(yàn)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(guī)則,并且要注意試驗(yàn)力和壓頭球直徑的合理搭配,應(yīng)用起來比洛氏硬度試驗(yàn)略顯復(fù)雜。

  原理

  布氏硬度計(jì)的工作原理把一定直徑的鋼球,在一定試驗(yàn)力作用下,以一定的速度壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定的試驗(yàn)力保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力。以試樣壓痕球形表面積上的平均壓力來表示金屬的布氏硬度值。見上面工作原理圖示。

  特點(diǎn)

  永久壓痕

  采用3000kg試驗(yàn)力,10mm球,壓出的壓痕可準(zhǔn)確反映鑄鐵、鑄鋼、鍛件等粗大晶粒材料的真實(shí)硬度。測試后留下的永久性壓痕可以在任何時(shí)間重復(fù)檢驗(yàn)。

  真實(shí)準(zhǔn)確

  按照真實(shí)的布氏硬度試驗(yàn)原理測試,與臺式布氏硬度計(jì)原理相同,并非其他便攜式儀器(例如里氏硬度計(jì))得到的失真較大的換算值。

  測試精確

  試驗(yàn)力校準(zhǔn)精度為載荷的0.5%,硬度測試精度與臺式機(jī)相同。

  任意方向

  沒有方向限制,可用于任意方向上的測量:包括上面,下面,側(cè)面,倒置等。

  優(yōu)點(diǎn)

  布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是其硬度代表性好,由于通常采用的是10mm直徑球壓頭,3000Kg試驗(yàn)力,其壓痕面積較大,能反映較大范圍內(nèi)金屬各組成相綜合影響的平均值,面不受個(gè)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(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,精度高于洛氏,低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強(qiáng)度值之間存在較好的對應(yīng)關(guān)系。

  缺點(diǎn)

  布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)是壓痕較大,成品檢驗(yàn)有困難,試驗(yàn)過程比洛氏硬度試驗(yàn)復(fù)雜,測量操作和壓痕測量都比較費(fèi)時(shí),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(chǎn)生較大誤差,因此要求操作者具有熟練的試驗(yàn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),一般要求由專門的實(shí)驗(yàn)員操作。

  壓頭

  通常分為Φ2.5mm,Φ5mm,Φ10mm,和Φ1mm四種

  分類

  按可測試材料硬度值范圍分類

  有大載荷布氏硬度計(jì)、小載荷布氏硬度計(jì);

  大型硬度計(jì):門式機(jī)架,大型可移動(dòng)平臺,最大移動(dòng)距離1000mm;試件測試高度最大可達(dá)950mm;主軸橫向移動(dòng)距離500mm;目前是國內(nèi)最大的布氏硬度計(jì)特別適用于測定大型金屬零件的布氏硬度

  錘擊硬度計(jì)

  原理:錘擊布氏硬度計(jì)依靠錘擊方式向鋼球施加試驗(yàn)力,鋼球在錘擊力的作用下瞬間壓入試樣,在試樣上留下壓痕,測出壓痕直徑,查表,即可得到布氏硬度值。

  特點(diǎn):

  1. 錘擊布氏硬度計(jì)操作簡單,攜帶方便,不用取樣,試驗(yàn)速度快,對試樣表面要求低。

  2. 錘擊布氏硬度計(jì)采用布氏硬度試驗(yàn)原理,將大直徑球壓頭壓入試樣表面,試驗(yàn)面積較大,適于測試晶粒比較粗大的大型鑄鍛件。

  3. 錘擊布氏硬度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格較低,是一種比較廉價(jià)的儀器。

  4. 錘擊布氏硬度檢測屬于沖擊式硬度試驗(yàn)方法,鋼球的壓入瞬間完成,不能像標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度試驗(yàn)?zāi)菢樱屧囼?yàn)力保持若干秒的時(shí)間,讓壓痕處的金屬實(shí)現(xiàn)充分的塑性變形,因此,錘擊布氏硬度計(jì)的測試精度要比臺式布氏硬度計(jì)低。

  5. 錘擊布氏硬度計(jì)盡管屬于精度較低的沖擊式硬度試驗(yàn)方法,但是它又屬于在各種硬度試驗(yàn)方法中精度較高的布氏硬度試驗(yàn),與其他沖擊式硬度試驗(yàn)方法相比(例如:肖氏硬度計(jì)、里氏硬度計(jì))。對試驗(yàn)結(jié)果的影響因素比較少,試驗(yàn)結(jié)果比較穩(wěn)定,測試值比較可靠。

  6. 錘擊布氏硬度計(jì)同臺式布氏硬度計(jì)相同,測試后會在工件上留下一個(gè)在任何時(shí)候都可以重復(fù)檢驗(yàn)的布氏硬度壓痕,當(dāng)對試驗(yàn)結(jié)果有懷疑或供需雙方發(fā)生分歧時(shí)可以再次檢驗(yàn)布氏壓痕。這一點(diǎn)要優(yōu)于里氏硬度計(jì)。

  7. 錘擊布氏硬度計(jì)要使用消耗品,每次測試都要有一定的成本,普通錘擊硬度計(jì)的消耗品是條形布氏硬度塊,一個(gè)硬度塊可以用幾十次。剪銷錘擊硬度計(jì)的消耗品是剪銷,每次測試消耗一支剪銷。錘擊布氏硬度計(jì)每次試驗(yàn)的成本平均是幾毛錢。鑒于錘擊布氏硬度計(jì)主要用于測試大中型工件,這樣的成本一般可以接受。

  按操作自動(dòng)化程度

  手動(dòng)轉(zhuǎn)塔布氏硬度計(jì)(如:MC010-HBS-3000);

  自動(dòng)轉(zhuǎn)塔布氏硬度計(jì)(如:MC010-HBS-3000Z);

  按測試顯示方式分類

  電子布氏硬度計(jì)(如:MC010-HBE-3000);

  數(shù)顯布氏硬度計(jì)(如:MC010-HBS-3000);

  布氏硬度測量分析系統(tǒng)(如:MC010-HBST-3000);

  智能化布氏硬度測量分析系統(tǒng)(如:MC010-HBST-3000Z)

  測試范圍

  便攜布氏硬度計(jì)與King布氏硬度計(jì)相同,出廠時(shí)可根據(jù)用戶要求選擇500kg、750kg、1000kg、1500kg、3000kg試驗(yàn)力,選擇5mm、10mm球壓頭,可測試鋁合金、銅、銅合金、鋼、鐵等常見金屬材料。

  布氏硬度(HB):是以一定的試驗(yàn)力如:187.5kg\250kg\3000kg等載荷把用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球壓入材料表面,保持一段時(shí)間,去載后,負(fù)荷與壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HBS\HBW),單位為N/mm2。布氏硬度計(jì),適合測量鑄鐵等高硬度材料的工件。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)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。

  故障排除

  1、測定的硬度值與標(biāo)準(zhǔn)硬度塊示值不一致

  造成這種故障的原因及排除方法:

  (1)硬度計(jì)安裝不水平,應(yīng)將硬度計(jì)調(diào)至水平;

  (2)鋼球表面不光潔或直徑超過允差,應(yīng)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(yīng)調(diào)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(jì)后蓋擦靠,應(yīng)檢查吊環(huán)是否掛在重點(diǎn)刀刃上,吊架吊桿是否平直,否則應(yīng)將吊環(huán)掛于重點(diǎn)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(yīng)分析視其情況進(jìn)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(diào)整。

  2、載荷誤差超過±1.0%或不穩(wěn)定

  造成這種故障的原因及排除方法:

  (1)力點(diǎn)刀刃松動(dòng),應(yīng)調(diào)整力點(diǎn)刀刃并擰緊;

  (2)力點(diǎn)刀刃和支點(diǎn)的磨損會不同程度地增加載荷誤差,應(yīng)研修刀刃;

  (3)載荷杠桿上的調(diào)整塊位置不適當(dāng),可根據(jù)情況向前或向后移動(dòng),調(diào)整合適后固定緊;

  (4)壓縮彈簧銹蝕,增大了與壓軸、主軸襯套的磨擦,應(yīng)清洗生銹部位并上防護(hù)油或更換之。

  (5)加荷不平穩(wěn),有沖擊振動(dòng)現(xiàn)象,應(yīng)排除引起不平穩(wěn)的因素。

  3、按鍵開關(guān)按下,硬度計(jì)不動(dòng)作,但有嗡嗡的電流

  此種故障原因?yàn)殡姍C(jī)缺相,應(yīng)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(guān)是否完好,電機(jī)接線是否接牢,電機(jī)線圈是否燒壞一組以及換向開關(guān)觸點(diǎn)接觸是否良好等,應(yīng)視其情況分別予以排除。

  4、加荷速度不能控制在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)

  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(yīng)清洗減速器,并更換減速器用油

  5、硬度計(jì)反復(fù)加卸載荷

  造成這種故障的原因及排除方法:(1)按鍵開關(guān)頂桿過長,轉(zhuǎn)向開關(guān)A、B觸點(diǎn)與A1、B1觸點(diǎn)不能脫開,應(yīng)調(diào)節(jié)頂桿長度并固定之;(2)換向開關(guān)安裝位置不當(dāng),活動(dòng)擋板不能觸動(dòng)換向開關(guān)上的銷子,造成換向開關(guān)不換向,應(yīng)調(diào)整換向開關(guān)的安裝位置。

  6、硬度計(jì)載荷全部加上時(shí)停機(jī)

  此種故障原因?yàn)閾Q向開關(guān)接觸點(diǎn)有燒傷、燒蝕現(xiàn)象,造成接觸點(diǎn)接觸不良,應(yīng)對接觸點(diǎn)加以清理打磨或更換新的換向開關(guān)。

  國內(nèi)發(fā)展歷史

  1952年濟(jì)南試金集團(tuán)有限公司成立,以生產(chǎn)試驗(yàn)機(jī)為主,兼營洛氏硬度計(jì),生產(chǎn)制造型;

  1961年萊州華銀試驗(yàn)儀器有限公司成立,以生產(chǎn)硬度計(jì)為主,注冊資本:663.6萬人民幣,生產(chǎn)制造型;

  1985年上海材料試驗(yàn)機(jī)廠成立,于2001年02月13日注銷,生產(chǎn)制造型;

  1997年上海恒一精密儀器有限公司成立,注冊資本100萬人民幣,組裝型;

  1999年上海泰明光學(xué)儀器有限公司成立,注冊資本100萬人民幣,組裝型;

  2000年沃伯特測量儀器(上海)有限公司成立,于2012年06月26日注銷,生產(chǎn)制造型;

  2004年上海集敏測試儀器有限公司成立,注冊資本50萬人民幣,組裝型;

  2005年上海研潤光機(jī)科技有限公司成立,注冊資本2100萬人民幣,生產(chǎn)制造型;

  2005年上海尚材試驗(yàn)機(jī)有限公司成立,注冊資本500萬人民幣,組裝型;

  2005年上海聯(lián)爾試驗(yàn)設(shè)備有限公司成立,注冊資本200萬人民幣,生產(chǎn)制造型;

  2008年上海中研儀器制造有限公司成立,注冊資本388萬人民幣,生產(chǎn)制造型;

  2008年上海蔚恒測試儀器有限公司成立,注冊資本100萬人民幣,組裝型。


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