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。这一条件最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D1、D2在不同的试验力F1、F2作用下压入试样表面,压痕直径d1、d2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0.102F/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3000kg到1kg大约有20个级别。
布氏硬度计因能测出试样较大范围的硬度值,因而广泛应用于生产中对未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等的布氏硬度值测定。
1、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,增大了与压轴、主轴衬套的磨擦,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。
2、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。
3、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)硬度计安装不水平,应将硬度计调至水平;
(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。
4、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A、B触点与A1、B1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。
5、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伤、烧蚀现象,造成接触点接触不良,应对接触点加以清理打磨或更换新的换向开关。
6、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。
关于布氏硬度计的操作问题
1.问题:加荷速度不能控制在规定的时间内
解决方法: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.问题:硬度计反复加卸载荷
解决方法:按键开关顶杆过长,转向开关A、B触点与A1、B1触点不能脱开,应调节顶杆长度并固定之;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。
3.问题:按键开关按下,硬度计不动作,但有嗡嗡的电流声
解决方法: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。
4.问题:载荷误差超过±1.0%或不稳定
解决方法: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,增大了与压轴、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。
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