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三、布氏硬度计的简单介绍  

----布氏硬度计的应用比较广泛,它能对金属原材料、正火、调质和淬火件进行硬度测试。由于布氏硬度计的试验力和钢球压头都较大,压痕也大,故特别设合铸件、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料的硬度测定,它能测出较大范围内金属各组成部分的综合性能,而不受个别组织的影响,是硬度试验中很精确的一种试验法。所以它对企业、大专院校和科研单位都非常适用。HBE-3000D型电子布氏硬度计是HBE-3000A型电子布氏硬度计升级换代的产品,它采用混合式步进电机、高品质的细分电路和传感技术以及由CPU过程控制的闭环系统.在上个世纪九十年代我们开发的HBE-3000A型电子布氏硬度计体现了同类产品的先进水平之一,而且获得上海博览会金奖。随着市场认可度的提高,我们的产品也开始被国内外同行企业仿造,近年开发成功的HBS-3000型数显电子布氏硬度计继续保持先进的地位,目前的布氏硬度计中都是汇编语言编程,只有我们的硬度计是C++语言编程,而且是双核控制系统。最近我们委托有关权威部门采用最先进的仪器进行了动态测试,结论是它的稳定性超出了国家检测标准。具有十级负荷(62.5、100、125、187.5、250、500、750、1000、1500、3000)Kgf,可在面板上轻松地选择你所需要的负荷,可操作性好、可靠性强、精度高是它的特点。但是布氏硬度的压痕较大,不适合薄片和小零件的测试(薄片要击穿,小零件会留下较大的压痕。随着新材料新工艺的不断发展和创新,现在我们已为一些客户定做过最大试验力1Kgf的布氏硬度计,这与显微镜的放大倍率有关)。
----布氏硬度测试的范围为8~650HBW。这个范围问题我在这里解释一下,这是国家标准HBW布氏硬度的范围,并不是每一级负荷的试验都能达到这个范围。譬如说你选择3000Kgf、10mm钢球时,当压痕的平均直径为2.40mm这时的布氏硬度是653HBW;把试验力改为1000Kgf,钢球和压痕平均直径不变这时的布氏硬度是218HBW,而且负荷为1000Kgf时它无法测到650HBW的布氏硬度。这是一个问题,第二个问题是试验力和钢球直径的匹配,首先在试验力的选择时必须使压痕直径在0.24D<d<0.6D的范围内。压痕超过此范围的我们都认为无效。这里的无效是指不符合试验法,即在发生质量纠纷时,它不能作为法律依据。附表一

从表一中我们可以看到F/D2这一类的数据30、15、10、5、2.5、1.25、1,这是在选择试验力和压头大小时的比值系数。下面有一个附表二可供参考。

表二


材料

布氏硬度

0.102F/D2

 

30

 

铸铁

<140

10

≥140

30

 

铜和铜合金

<35

5

35~130

10

>130

30

 

轻金属及其合金

35

2.5

35~80

5,10

>80

10

第三个问题是读数显维镜的使用。读数显微镜放大倍率为20X,视场直径9mm,有效测量范围6mm。它的外形结构示意图(图一)

读数显维镜的技术参数:


目镜分划尺刻度数

测微鼓轮最小读数

测量精度

1mm

8mm

0.005mm

0.005mm

读数显维镜的使用方法:
----将读数显微镜置于硬度块或试件上,在长镜筒的缺口处用自然光或灯光照明。在视场中同时看清分划板上的字和刻线及试件上的压痕,如感觉压痕不清晰,可转动目镜调节套调至压痕轮廓清晰即可。硬度块或试件上的压痕同时清晰,这在出厂时已调整好。
进行测量时,先转动读数鼓轮,在读数鼓轮的圆周上刻有从0-90的数字和100格线条,每一小格为0.005mm,转动鼓轮一圈为0.5mm。鼓轮刻线见图二。目镜内有二块分划板,在固定分划板上刻有从0-8的数字,每一个数字间隔为1mm(分划板刻线见图三),在移动分划板上刻有用于测量的黑色刻线。当鼓轮开始转动后,刻有黑线的分划板开始移动,这时既可对压痕进行测量。测量时先将刻线的内侧与压痕直径一边相切,记录测得的数据,然后再转动鼓轮,移动刻线到压痕直径的另一边,同样,用刻线的内侧与压痕直径相切,再记录测得的数据,把二个数据相减即为压痕直径的长度。用同样的方法转动900测量另一个方向压痕的直径,两个直径的算术平均值查表可得其硬度值。
布氏硬度的标记有规定的书写方法,如218HBW10/3000,HBW表示布氏硬度试验使用硬质合金钢球压头;10表示使用10mm钢球压头;3000表示其试验力为3000Kgf;218表示在这一系列条件下试验所得的硬度为218HB。

测试举例:将一打好布氏硬度压痕的硬度块或试件放在平稳的台面上,把读数显微镜放在硬度块或试件上,在视场中可见一被放大的布氏压痕。转动鼓轮将刻线移动到“0”位即对零,如有少量的误差可记在心里(在以后的读数中扣除或增加,因每人的测量习惯和观察的角度不同会引起这误差),继续转动鼓轮使刻线的内侧与压痕的一边相切,得一读数为2.971mm(2.971mm是鼓轮转动5圈,在鼓轮上的格数是94.2格,0.2格是估读数,这样总格数是594.2格,0.005×594.2=2.971mm),然后再转动鼓轮,使刻线的内侧与压痕另一边相切(注意:在转动过程中,硬度块或试件与读数显微镜必须保持一致),又得一读数为4.000mm,则压痕直经为二次读数之差,即 4.000-2.970=1.029(mm),见图四。将读数显微镜旋转900,在压痕垂直的方向按上述方法测量,可得另一直径为1.031mm,两次压痕直径读数的算术平均值既为直径的长度(1.029+1.031)÷2=1.030mm。如选择612.9N(62.5Kgf)的试验力,φ2.5mm的球压头,在对照表中查到压痕直径为1.030mm这一栏时的硬度为71.7HBW。

读数显微镜的保养:
a. 读数显微镜的精度在出厂时已调整好,不允许自行拆装,由此而影响该显微镜的读数精度由客户负责。
b. 读数显微镜存放和使用时,应避免灰尘,潮湿和有腐蚀性气体的环境中。
c. 如读数显微镜透镜表面有脏物应用柔软的脱脂棉、擦镜纸拭擦,碰到油渍污染时,可用脱脂棉蘸取少许酒精和乙醚混合液轻擦。
布氏硬度计由于其试验力大,一般都采用双杠杆结构,杠杆比1∶50~1∶60之间,这样大的试验力3000Kgf在杠杆尾端施力处只要施加60~50Kgf的负荷即可实现。我们采用步进电机作为动力源,通过同步带轮、加载丝杆和杠杆进行加荷。同时通过压力传感器反馈到面板上,在整个试验过程中它都显示出负荷变化的瞬时值,这在硬度计中是的先例,它最大的优点是负荷始终报持在正确的范围内。大家知道通过杠杆进行加载,只有杠杆在水平位置时,杠杆比才保持正确。一旦杠杆上下转动时,杠杆比就会发生变化,对采用大杠杆比的硬度计,它显然不合适,所以机械式的布氏硬度计如果它没有自动补偿措施,那么它的试验力很难保证。电子布氏硬度计的设计和编程相当复杂,但是它的结构却很简单,这对操作、使用和维修来讲就相当方便了。

 
 
       
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