布氏硬度计.docx
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布氏硬度计
目录
一简介1
二硬度计的技术参数1
三测试标尺（压头和力值）的选择2
1、标尺选择2
2、布氏硬度试验标尺、压头、试验力的对应关系2
3、选择方法3
4、示值允许误差及示值重复性3
四硬度计的安装和调试3
1、硬度计的工作条件3
2、硬度计拆箱3
3、硬度计安装4
4、操作面板功能介绍5
5、硬度计使用前的准备工作6
6、硬度计的正确使用7
四硬度计的保养及注意事项8
五读数显微镜的使用8
1、显微镜简介8
2、读数显微镜的技术参数9
3、读数显微镜使用9
4、读数显微镜保养注意事项10
六附件（装箱单）11
一简介
硬度是材料机诫性能的重要指标之一，而硬度试验则是判断金属材料或零件质量的重要手段。
由于金属的硬度与其它机诫性能有相互对应关系，因此，大多数金属材料可以通过测定硬度近似地推算出其它机诫性能，如强度、疲劳、蠕变和磨损等。
本仪器采用单片机控制，传感器采集信号，步进电机加荷的闭环控制系统。
布氏硬度试验主要用于铸铁、钢材、有色金属及软合金等材料的硬度测定，此外还可以用于硬质的塑料、电木等某些非金属材料硬度的测定。
二硬度计的技术参数
试验力：
62.5kgf（612.9N）、100kgf（980.7N）、125kgf（1226N）、187.5kgf（1839N）
250kgf（2452N）、500kgf（4903N）、750kgf（7355N）、1000kgf（9807N）
1500kgf（14710N）、3000kgf（29420N）
压头规格：
φ2.5mm球压头
φ5mm球压头
φ10mm球压头
测量显微镜放大倍率：
20X
测微毂轮最小读数：
0.01mm
被测试件允许最大高度：
220mm
压头中心到机身距离：
135mm
延时控制：
5~60秒可调
电源电压：
AC220V±5%，50~60Hz
电源额定功率：
60W
硬度计外形尺寸（长×宽×高）550×210×750（mm）
仪器重量约：
112kg（装箱重量约:
140kg）
硬度测试范围：
8～650HBW
三测试标尺（压头和力值）的选择
1、标尺选择
为了确保布氏硬度测试的正确，标尺选择时应按表1和表2选择。
表1
材料
布氏硬度
F/D2
钢及铸铁
＜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
F—试验力（kg）D—球直经（mm）
2、布氏硬度试验标尺、压头、试验力的对应关系（表2）
表2
硬度符号
压头球直径（mm）
F/D2
试验力N（kg）
HBW10/3000
10
30
29420（3000）
HBW10/1500
10
15
14710（1500）
HBW10/1000
10
10
9807（1000）
HBW10/500
10
5
4903（500）
HBW10/250
10
2.5
2452（250）
HBW10/100
10
1
980.7（100）
HBW5/750
5
30
7355（750）
HBW5/125
5
5
1226（125）
HBW2.5/187.5
2.5
30
1839（187.5）
HBW2.5/62.5
2.5
10
612.9（62.5）
3、选择方法
方法1：
例如已知硬度值160左右，按表1选择F/D²为30，然后查表2，可选择三种标尺HBW10/3000、HBW5/750、HBW2.5/187.5。
又例如已知硬度值为30＜35，查表1得F/D²为2.5，则查表2应选择标尺HBW10/250，也就是用压头直径10mm，力值250kg进行测试。
方法2：
如不知道试验材料的大概硬度值则试验力的选择应使压痕直径（d）与球直径（D）保持0.25D＜d＜0.6D的关系。
4、示值允许误差及示值重复性（表3）
表3
标准硬度块
示值允许误差（相对H）
示值重复性误差
≤125
±3％
0.03d
125＜HBW≤225
±2.5％
0.025d
＞225
±2％
0.02d
H—标准块的标定硬度值d—压痕直径的总平均值
四硬度计的安装和调试
1、硬度计的工作条件
1.1在室温摄氏10~30度范围内；
1.2室内的相对湿度不大于65%；
1.3在无震动的环境中；
1.4周围无腐蚀性介质。
2、硬度计拆箱
2.1卸去箱体底部侧面的四个螺母，抬起移开箱体，取出附件箱。
2.2抬高底板，用扳手将底板下的2只M10螺栓旋出，硬度计与底板脱离，提出硬度计（注意安全）。
拆箱后的硬度计安放在稳固的工作台上，在工作台适当位置开孔（尺寸位置参考图1），使螺杆（5）能正常向下工作。
图1
3、硬度计安装
3.1去掉螺杆（5）和压头安装杆之间的垫块，将螺杆（5）上的防锈油擦干净，待干燥后涂上适量薄质机油润滑（图2）。
3.2打开上盖
（2），将固定活动部件的白纱带都解去。
3.3观察辅助杠杆（14）后面的刀口组，刀口（13）是否落入刀槽（12）中，如果刀口脱离刀槽，请用手按下辅助杠杆（14），将刀槽（12）套在刀口（13）上（图3）。
（这种情况一般不会发生，只有在强烈震动的情况下才会发生。
）
图2
1.主体2.上盖3.压头4.试台5.升降螺杆6.旋轮7.电源开关8.保险丝盒9.电源插座10.控制面板
图3
11.辅助杠杆12.刀槽13.刀口14.大杠杆
4、操作面板功能介绍
4.1硬度计面板功能包括六个输入键和加荷、保荷、卸荷三个状态指示（图4）。
4.2FORCE
试验力设置键:
试验力共有10级，5个窗口显示，当红色发光管亮时，对应上档试验力（62.5、100、125、187.5、250）；发光管绿色时，对应下档试验力（500、750、1000、1500、3000）。
图4
4.3TIME
保荷时间设置键:
每按一次增加（或减少）5秒，选择范围5～60秒，由B窗显示。
4.4CLR键每次测试前，均需要按清零键，出现故障后开机，也要按“清零”键，使之消除内部残余力。
4.5STOP键硬度测试中遇到紧急情况需停止操作，按此键，硬度计恢复到起始状态，下降螺杆（5）使试样无接触后按“清零键”。
4.6LOADING、DWELL、UNLOADING三个状态，硬度测试过程中要进入加荷-保荷-卸荷三个阶段，每个阶段的发光管分别提示。
5、硬度计使用前的准备工作
5.1被测试件的表面应平整光滑，不得有污物、氧化皮、凹坑及显著的加工痕迹。
5.2试件的最小厚度应大于压痕深度的10倍。
测试后，试件背面不得有可见的变形痕迹。
试件最小厚度与硬度间关系（参见表4）
5.3被测试件应稳定地放在试台上，实验过程中试件不得移动，并保证试验力能垂直施加于试件上。
6、硬度计的正确使用
6.1将压头推进压头轴孔中，贴紧支撑面，把压头柄缺口平面对着螺钉，略微拧紧压头紧固螺钉。
6.2打开电源开关，面板显示倒计数，仪器在自动调整位置，当试验力显示窗口（A）为0时，仪器进入待机状态。
6.3开机时仪器的预置力值设定在250kgf（2452N），保荷时间设定15秒，如要选择其他试验力和时间，请参阅操作面板功能介绍。
6.4准备工作就绪后，将试件平稳地放在试台（4）上，转动旋轮（6）上升试件，当试验力施加时，A窗开始显示试验力。
注意：
选用上档试验力（红色发光管亮）时，手动加力约27kgf，仪器发出“嘟”响声，则仪器自动加载试验力；若手动用力过大（40kg）时，仪器发出“嘟、嘟、…”声不断，不能正常工作，请退下试台，改换测点位置重做。
当选用下档试验力（绿色发光管亮）时，手动加力约90kg，仪器自动加载试验力。
6.5加荷、保荷、卸荷三个阶段结束后，一次硬度测试过程结束，退下试台，仪器自动复位。
（保荷时加载部分有轻微异响为正常现象）
6.6试验力的保持时间：
黑色金属10～15秒，有色金属30秒，硬度值小于35HBW时为60秒。
6.7在试件上均匀分布测定硬度值，两相邻压痕中心距离不小于压痕直径的3倍；压痕中心至试样边缘距离不小于压痕直径的2.5倍。
不按此要求测试，压痕会出现不对称现象，硬度值得不到正确的测试数据。
6.8每个压痕直径的测量在相互垂直的两个方向上进行。
取其平均值，两垂直方向直径之差与其中直径较短的直径之比不应大于1%。
6.9本机的电器采用闭环控制系统，它能动态地反映实验过程中试验力变化的真实情况。
在整个保荷时间内，力值数码管（A窗）不断地显示其瞬间力值，随着压头逐渐压入试件至设定值，然后是保荷过程，此时力值也逐渐减少，当力值减少到规定的误差范围时，仪器会自动进行补偿，使试验力始终保持在规定范围内。
（保荷时加载部分有轻微异响为正常现象）
四硬度计的保养及注意事项
1本仪器在出厂前的全面测试中，各项技术要求均已达到标准，出厂后由于装拆或运输或电压等方面的原因，可能会造成仪器某些数据的变动一般可作以下处理：
1.1在不装压头的情况下，先用3000kgf（29420N）试验力压几次，使一起变形量消除，电器元件运行正常，减少测试误差。
1.2仪器的各级试验力的加、卸信号均由传感器反馈，传感器的输出信号是相当微弱的，为此我们在电路中已经加装了抗干扰组件，但为保证仪器的正常工作及避免可能发生的不必要的损坏，仪器在使用时周围应避免强电干扰源。
2仪器电源应有可靠接地和稳压装置。
3仪器在加卸荷过程中会发出一些轻微的响声，这是加荷机构在作自动调整，属正常的现象。
保荷时加载部分有轻微异响为正常现象。
4硬度计螺杆（5）等活动表面，均定期加油润滑。
5硬度计测试完后应关闭电源。
6硬度计应保持清洁，测试后罩上防尘罩。
硬度块、球压头使用后涂上防锈油，防止生锈。
7硬度计做好周期鉴定工作，每年至少一次以保证硬度计的准确性。
五读数显微镜的使用
1、显微镜简介
配套的读数显微镜主要用于布氏硬度压痕的测量，它结构简单，操作方便。
（图5）
图5
2、读数显微镜的技术参数
2.1测量显微镜放大倍率：
20X
2.2毂轮最小读数：
0.01mm
2.3视场的有效测量范围6mm。
3、读数显微镜使用
3.1例：
测试HBW10/3000布氏硬度值。
装上φ10mm球压头,按试验力方向键“▲”将绿灯移到3000kgf上方，将试件放在试台上，转动旋轮（4）使试台上升，当压头碰到试件时，再慢慢上升试台，直到A窗口试验力为90kgf时，听到“嘟”响声后停止，仪器会自动加力到3000kgf,然后保持试验力及卸除试验力，加卸力结束，退回试台。
3.2将打好布氏硬度压痕的试件放在平稳的台面上，把读数显微镜置于试件上，长镜筒的缺口处对着自然光或用灯光照明。
旋转目镜上的眼罩，使压痕边缘清晰。
3.3选择目镜中任一条固定数字刻线为起始线（数字2）与压痕左边相切。
固定读数显微镜，转动读数毂轮，移动目镜中的刻线相切于另一边（图6）
目镜中观察数值为6-2=4mm
毂轮读数41格,毂轮每小格为0.01mm，则读数为41×0.01=0.41mm
布氏硬度压痕直经为4mm+0.41mm=4.41mm
查《布氏硬度对照表》P9得：
186HBW10/3000
当布氏压痕直径在目镜观察中另一相切边超过半格时，计算压痕直经时加上0.5mm（图7）
布氏硬度压痕直经为4mm+0.5+41×0.01mm=4.91mm
查《布氏硬度对照表》P9得：
148HBW10/3000
4、读数显微镜保养注意事项
4.1读数显微镜的精度在出厂时已调整好，不可自行拆装。
4.2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。
4.4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或乙醚混合液轻擦。
六附件（装箱单）
序号
名称（规格）
数量
1
20×读数显微镜
1只
2
φ2.5mm球压头
1只
3
φ5mm球压头
1只
4
φ10mm球压头
1只
5
小平面试台
1只
6
大平面试台
1只
7
V型试台
1只
标准布氏硬度块
8
HBW/3000/10（150～250）
1块
9
HBW/1000/10（75～125）
1块
10
HBW/187.5/2.5（150～250）
1块
11
保险丝
2只
12
电源线
1根
13
产品合格证书
1份
14
产品使用说明书
1本
15
布氏硬度对照表
1本
压痕平均直径
d
试样最小厚度
球直径
D=1
D=2.5
D=5
D=10
0.2
0.08
0.3
0.18
0.4
0.33
0.5
0.54
0.6
0.8
0.29
0.7
0.4
0.8
0.53
0.9
0.67
1
0.83
1.1
1.02
1.2
1.23
0.58
1.3
1.46
0.69
1.4
1.72
0.8
1.5
2
0.92
1.6
1.05
1.7
1.19
1.8
1.34
1.9
1.5
2
1.67
2.2
2.04
2.4
2.46
1.17
2.6
2.92
1.38
2.8
3.43
1.6
3
4
1.84
3.2
2.1
3.4
2.38
3.6
2.68
3.8
3
4
3.34
4.2
3.7
4.4
4.08
4.6
4.48
4.8
4.91
5
5.36
5.2
5.83
5.4
6.33
5.6
6.86
5.8
7.42
6
8
附表4
升级会员 