布氏硬度計(jì)的原理及維修方法

發(fā)布日期：2023-10-19      瀏覽次數(shù)：1166

一、布氏硬度計(jì)原理

       用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗(yàn)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(cè)定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對(duì)于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途廣泛，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(jì)的特點(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10 mm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，而不受個(gè)別組成相及微小不均勻度的影響，因此特別適用于測(cè)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(duì)應(yīng)關(guān)系。

       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(cè)量操作和壓痕測(cè)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(huì)使壓痕直徑的測(cè)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。

三、布氏硬度計(jì)的應(yīng)用

       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(cè)試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗(yàn)有著較好的對(duì)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(cè)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(cè)，由于壓痕較大，一般不用于成品檢測(cè)。

       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。布氏硬度試驗(yàn)常用的試驗(yàn)條件是采用10mm直徑的球壓頭，3000kg試驗(yàn)力。這一條件最能體現(xiàn)布氏硬度的特點(diǎn)。但是由于試樣材質(zhì)不同，硬度不同，試樣大小，薄厚也不同，一種試驗(yàn)力，一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗(yàn)力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循的規(guī)則有2個(gè)。

       規(guī)則一：要使試驗(yàn)力和球壓頭直徑的平方之比為一個(gè)常數(shù)。即F/D2=F1/D12 = F2/D22 =K。這個(gè)規(guī)則來源于相似律。根據(jù)相似律，不同直徑的球壓頭D1、D2在不同的試驗(yàn)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(shí)試驗(yàn)力和壓頭球直徑的平方之比就是一個(gè)常數(shù)。在這種條件下，采用不同的試驗(yàn)力和不同直徑的球壓頭，在同一試樣上測(cè)得的硬度值是相同的，在不同的試樣上測(cè)得的硬度值是可以相互比較的。試驗(yàn)力與壓頭球直徑平方之比在采用公斤力的舊標(biāo)準(zhǔn)中表示為F/D2，在采用牛頓力的新標(biāo)準(zhǔn)中表示為0.102 F/D2。

       規(guī)則二：試驗(yàn)后要使壓痕直徑處于以下范圍：0.24D < d < 0.6D。否則試驗(yàn)結(jié)果是無效的,應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)力重新試驗(yàn)。人們大量試驗(yàn)表明：當(dāng)壓頭直徑在0.24D~0.6D之間時(shí)，測(cè)得的硬度值與試驗(yàn)力大小無關(guān)。布氏硬度試驗(yàn)可選擇的試驗(yàn)力從3000kg到1kg大約有20個(gè)級(jí)別。

四、布氏硬度計(jì)的常見故障及維修方法

1、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。

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

       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。

3、布氏硬度計(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(duì)接觸點(diǎn)加以清理打磨或更換新的換向開關(guān)。

4、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(huì)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，增大了與主軸、主軸襯套的摩擦，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。

5、測(cè)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）布氏硬度計(jì)[color=#040d09]安裝不水平，應(yīng)將布氏硬度計(jì)[color=#040d09]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(cè)量裝置誤差偏大，應(yīng)調(diào)整壓痕測(cè)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(tái)平臺(tái)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(tái)平臺(tái)垂直度、主軸軸線與升降絲桿軸線同軸度的調(diào)整。

6、布氏硬度計(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(zhǎng)，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(zhǎng)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。