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布氏硬度计的原理及维修方法


 布氏硬度计的原理及维修方法


一、布氏硬度计原理

    用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)
    测定布氏硬度较准确可靠,但一般HBS只适用于450N/mm2MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度用途*广,往往以压痕直径d来表示该材料的硬度,既直观,又方便。

二、布氏硬度计的特点:

    布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好,由于通常采用的是10 mm直径球压头,3000kg试验力,其压痕面积较大,能反映较大范围内金属各组

成相综合影响的平均值,而不受个别组成相及微小不均匀度的影响,因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验

数据稳定,重现性好,精度高于洛氏,低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。

    布氏硬度试验的缺点是压痕较大,成品检验有困难,试验过程比洛氏硬度试验复杂,测量操作和压痕测量都比较费时,并且由于压痕边缘的凸

起、凹陷或圆滑过渡都会使压痕直径的测量产生较大误差,因此要求操作者具有熟练的试验技术和丰富经验,一般要求由专门的实验员操作。

三、布氏硬度计的应用

     布氏硬度计主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度测试,锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对应关系。布氏硬度试验还可用

于有色金属和软钢,采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用于原材料和半成品的检测,由于压痕较大,一般不用于成品检

测。



    布氏硬度试验条件的选择如同洛氏硬度试验关于标尺的选择一样,布氏硬度试验也要遇到试验条件的选择问题,即试验力F和压头球直径D的选

择。这种选择不是任意的,而是要遵循一定的规则,并且要注意试验力和压头球直径的合理搭配,应用起来比洛氏硬度试验略显复杂。布氏硬度试

验*常用的试验条件是采用
10mm直径的球压头,3000kg试验力。这一条件*能体现布氏硬度的特点。但是由于试样材质不同,硬度不同,试样大

小,薄厚也不同,一种试验力,一种压头自然不能满足要求。在试验力和压头球直径的选择方面需要遵循的规则有
2个。

    规则一:要使试验力和球压头直径的平方之比为一个常数。即
F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K。这个规则来源于相似律。根据相似律,不同直径的球压头D1D2在不同的试验力F1F2作用下压入试样表面,压痕直径d1d2是不同的,但是只要压入角相同,压痕就具有相似性。这时试验力和压头球直径的平方之比就是一个常数。在这种条件下,采用不同的试验力和不同直径的球压头,在同一试样上测得的硬度值是相同的,在不同的试样上测得的硬度值是可以相互比较的。试验力与压头球直径平方之比在采用公斤力的旧标准中表示为F/D2,在采用牛顿力的新标准中表示为0.102 F/D2。

    规则二:试验后要使压痕直径处于以下范围:0.24D < d < 0.6D。否则试验结果是无效的,应选择合适的试验力重新试验。人们大量试验表明:

当压头直径在
0.24D~0.6D之间时,测得的硬度值与试验力大小无关。布氏硬度试验可选择的试验力从3000kg1kg大约有20个级别。

四、布氏硬度计的常见故障及维修方法

1、加荷速度不能控制在规定的时间内

    加荷速度过快或过慢,主要是减速器用油粘度过小或过大,应清洗减速器,并更换减速器用油。

2、
按键开关按下,硬度计不动作,但有嗡嗡的电流声

    此种故障原因为电机缺相,应检查电源是否正常,电源插头是否插好,电缆线是否有断路,电源开关是否完好,电机接线是否接牢,电机线圈

是否烧坏一组以及换向开关触点接触是否良好等,应视其情况分别予以排除。

3、
布氏硬度计载荷全部加上时停机

    此种故障原因为换向开关接触点有**、烧蚀现象,造成接触点接触不佳,应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。

4、
载荷误差超过±1.0%或不稳定

    造成这种故障的原因及排除方法:(1)力点刀刃松动,应调整力点刀刃并拧紧;(2)力点刀刃和支点的磨损会不同程度地增加载荷误差,应

研修刀刃;(
3)载荷杠杆上的调整块位置不适当,可根据情况向前或向后移动,调整合适后固定紧;(4)压缩弹簧锈蚀,增大了与**、主轴衬

套的摩擦,应清洗生锈部位并上防护油或更换之。(
5)加荷不平稳,有冲击振动现象,应排除引起不平稳的因素。

5、
测定的硬度值与标准硬度块示值不一致

    造成这种故障的原因及排除方法:(1)布氏硬度计[color=#040d09]安装不水平,应将布氏硬度计[color=#040d09]调至水平;(2)钢球表面

不光洁或直径超过允差,应用千分尺挑选合格的钢球换上;(
3)压痕测量装置误差偏大,应调整压痕测量装置的允许误差,使其≤±0.5%

4砝码不能垂直放置,砝码与硬度计后盖擦靠,应检查吊环是否挂在重点刀刃上,吊架吊杆是否平直,否则应将吊环挂于重点刀刃上,校直吊

架吊杆;(
5)主轴与试台平台垂直度,主轴轴线与升降丝杆轴线同轴度超差,应分析视其情况进行主轴与试台平台垂直度、主轴轴线与升降丝杆

轴线同轴度的调整。

6、
布氏硬度计反复加卸载荷

    造成这种故障的原因及排除方法:(1)按键开关顶杆过长,转向开关AB触点与A1B1触点不能脱开,应调节顶杆长度并固定之;(2)换

向开关安装位置不当,活动挡板不能触动换向开关上的销子,造成换向开关不换向,应调整换向开关的安装位置。






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