布氏硬度計工作原理及其使用注意事項

1.布氏硬度計工作原理
   對直徑為D的硬質合金球壓頭施加規定的試驗力，使壓頭壓入試樣表面，經規定的保持時間后， 除去試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑d，布氏硬度用試驗力除以壓痕表面積的商來計算

2. 布氏硬度計的特點

   布氏硬度試驗的優點是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm球壓頭，3000kg試驗力，其壓痕面積較大，能反映較大范圍內金屬各組成相綜合影響的平均值，而不受個別組成相及微小不均勻度的影響，因此特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料。它的試驗數據穩定，重現性好，精度高于洛氏，低于維氏。此外布氏硬度值與抗拉強度值之間存在較好的對應關系。

   布氏硬度試驗的缺點是壓痕較大，成品檢驗有困難，試驗過程比洛氏硬度試驗復雜，要分別完成測量操作和壓痕測量，因此要求操作者具有一定的經驗。

3. 布氏硬度計適用范圍  
   布氏硬度計主要用于組織不均勻的鍛鋼和鑄鐵的硬度測試，鍛鋼和灰鑄鐵的布氏硬度與拉伸試驗有著較好的對應關系。布氏硬度試驗還可用于有色金屬、鋼材和經過調質熱處理的半成品工件，采用小直徑球壓頭可以測量小尺寸和較薄材料。
   鑒于以上特點，布氏硬度計多用于原材料和半成品的檢測，由于壓痕較大，一般不用于成品檢測。

4. 布氏硬度試驗條件的選擇
   布氏硬度計的試驗原理可概括為：材料厚-大負荷-大鋼球-得到大的壓痕-得到最小的誤差結果
   同洛氏硬度試驗關于標尺的選擇一樣，布氏硬度試驗也要遇到試驗條件的選擇問題，即試驗力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則，并且要注意試驗力和壓頭球直徑的合理搭配，應用起來比洛氏硬度試驗略顯復雜。
   布氏硬度試驗常用的試驗條件是采用10mm直徑的球壓頭，3000kg試驗力。這一條件能夠最大限度地體現布氏硬度的特點。但是由于試樣材質不同，硬度不同，試樣大小，薄厚也不同，一種試驗力，一種壓頭自然不能滿足要求。在試驗力和壓頭球直徑的選擇方面需要遵循以下兩個規則：

布氏硬度試驗可選擇的0.102F/D²值為30、15、10、5、2.5、1共6種。標準GB/T231.1—2002中規定，對于鋼只有一種選擇，就是0.102F/D²=30，對于其他材料，根據其不同的硬度范圍，有2~3種0.102F/D²值可供選擇。

試樣厚度應大于壓痕深度的8倍 ----這點很重要，是不能忽視的
   根據試樣的厚度和大小選擇壓頭直徑D和試驗力F，對于較厚、較大的試樣，應盡量選用Ø10mm的壓頭和相應的試驗力，因為這樣最能體現布氏硬度計的特點。對于較薄、較小的試樣，應選用較小的壓頭和較小的試驗力。以保證滿足布氏硬度試驗關于“試樣厚度應大于壓痕深度的8倍”的要求

   總結一下，布氏硬度的條件和原則總共四條

試樣厚度應大于壓痕深度的8倍
                   0.24D≤d≤0.6D
K=F/D²  材料厚-大負荷-大鋼球-得到大的壓痕-得到最小的誤差結果

布氏硬度計的精度比洛氏硬度計的精度高

舉例說一下，1HRA差不多等于200HB

洛氏硬度計的誤差加減一度的時候，相當于布氏硬度的200度左右

5.布氏硬度計 安裝及調整

1、打開外包裝將硬度計應放置在干燥、清潔、無震動及腐蝕性介質的室內。硬度計的基礎應堅固平坦，其高度約為500mm左右并留有保證人工加卸砝碼的場所，臺子上應留有供絲杠升降穿過的孔（約10mm）。然后將準確度為0.2mm/m的水平儀放置在本機的大平工作臺上，調至水平即可。

2、通過漏電保護器將電源（220V）接入本機，檢查電源電壓（220V）能夠滿足本機性能及參數要求并接好接地線后方可通電試驗（電源保險絲為3A）

接地線往往被大家忽視，尤其在維氏硬度計的使用的時候，接地線很重要

3、安裝壓頭與試臺：
   按表1選擇壓頭20，并用無酸汽油清洗其球上附沾的防銹油，用棉花或質地較軟的紗布擦拭干凈，裝入主軸孔內，旋轉緊定螺釘使其輕輕壓入壓頭固定桿之扁平處，然后將工作臺安裝在絲杠上。再將試樣平穩、密合地安放在工作臺上。此時轉動手輪使試臺緩慢上升，試樣與壓頭接觸直至手輪與螺母產生相對滑動，最后將壓頭緊定螺釘壓緊于固定桿之扁平處。

4、選擇試驗力：
   選用的試驗力為1.839千牛（187.5Kgf）時，將砝碼吊架掛在大杠桿尾部刀刃上即可；若加上Φ120*26（62.5Kgf）的砝碼就形成2.452千牛（250Kgf）的試驗力；再加上一個Φ160*92（500Kgf）的砝碼便形成了7.355千牛（750Kgf）試驗力，再加上一個Φ160*55（250Kgf）的砝碼便形成了9.807千牛（1000Kgf）試驗力，再加上4個Φ160*92（500Kgf）的砝碼便形成了29.42千牛（3000Kgf）試驗力。

5、選擇試驗保持力保持時間：
   按表1選擇試驗力保持時間，按SET進入時間設置程序，按左側箭頭鍵向上滾動設置時間的十位數，按右側箭頭鍵向上滾動設置時間的個位數，確定后按SET鍵確認所設定的時間。

6、正式試驗以上工作準備就緒后，將工件放在工作臺上，轉動手輪使工件上升，當試樣與壓頭接觸并產生一定壓力，鋼球彈性定位器失效時，停止轉動手輪。按START鍵硬度計自動完成工作循環

實驗結束后，反向轉動手輪，取下試樣用隨機所帶的讀數顯微鏡測量試樣表面的壓痕直徑，將測量結果查附表

接下來說一下硬度計的檢查

1、用秒表檢查試驗力持續時間的準確性，試驗力持續時間允許誤差為：12±2、30±2、60±2秒。

2、示值誤差檢查，應按標準布氏硬度塊上標注的條件進行。在標準塊表面不同位置上進行三次硬度試驗，取其算術平均值，該值與標準塊標稱值之差，除以標準塊標稱值之商不應超過±3%。否則需用標準測力儀器來檢查硬度計的試驗力是否正確，其試驗力允許誤差為±1%，或者檢查壓頭球是否有缺陷或變形等。

3、定期檢查手輪定位器產生的壓力，此力須完全能克服壓軸之彈簧的壓力。具體方法，取下砝碼及吊架，轉動手輪使絲杠上升彈性定位器失效時，大杠桿應能被頂起，加上砝碼吊架時大杠桿應不能被頂起。重復幾次達到以上條件即可。
檢查周期可根據使用情況而定，一般為三個月較適宜

4、定期檢查球的直徑變化（根據使用情況最長不應超過一個月），當球直徑為2.5mm時，允許變差為±0.003mm；球直徑為5mm允許偏差為±0.004mm；球直徑為10mm時允許偏差為±0.005mm；球表面在5倍放大鏡下觀察時，應無任何表面缺陷，球表面粗糙度Ra不應大于0.05微米

   不知道大家有沒有發現，布氏硬度計有兩種標尺，HBS  HBW

HBS是鋼球壓頭，HBW是碳化鎢壓頭，現在大家都說HB ,也就是碳化鎢壓頭

鋼球壓頭已經不再使用了

對于壓頭壽命來講，碳化鎢的會更久一些，硬度值會更準確一些

   接下來說一下維護和保養吧

1、硬度計摩擦表面每半月潤滑一次

2、硬度計實驗完畢后，應套上防塵罩，以免灰塵進入機器內部。

3、硬度計停止使用時，應將砝碼與砝碼掛架取下來，搬運時應注意不要碰觸杠桿，以免損壞機件

選擇布氏硬度計的選擇：

控制面板：強電與弱點相分離

這樣是為了 避免了相互干擾，避免了電流過大擊穿面板，提高了安全性與面板的使用壽命

換向開關：接近感應開關與大杠桿直接感應換向

接近感應開關的使用壽命長，接近開關位置固定與大杠桿直接感應換向。

繼電器：大功率固態繼電器

功率大，功耗低，無觸點、無火花，控制與被控制的隔離度高，便于與電子電路直接連接。使用壽命長

機械結構 ：大扭矩永磁同步電機經絲杠絲母傳送工作

噪音小

布氏硬度計在使用的過程中，操作是很簡單的，難點在選擇符合和壓頭上的