原理:用一定直徑的硬質合金球壓頭,在規定試驗力下壓入試樣表面,保持規定時間后卸除試驗力。測量試樣表面壓痕的直徑,通過公式或查表計算布氏硬度值(HBW)。
數顯特點:自動加載、保荷、卸載,并通過內置的測量顯微鏡(或光學系統)和圖像分析軟件,自動測量壓痕直徑并直接顯示硬度值,消除了人工讀數的誤差。
優勢:壓痕大,能反映材料在較大范圍內的平均性能,對試樣表面粗糙度要求相對較低,特別適合鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、退火或正火鋼等。
試樣準備:
表面:被測表面應盡可能平整、清潔、無氧化皮和油污。通常需用砂紙打磨或簡單拋光。
厚度:試樣厚度至少應為壓痕深度的8倍。測試后,試樣背面不應有可見變形痕跡。
穩定性:試樣必須穩固地放置在載物臺上,確保與壓頭軸線垂直。對于小件或異形件,必須使用專用夾具或支撐臺。
測試間距:相鄰壓痕中心距應≥3倍壓痕直徑;壓痕中心到試樣邊緣距離應≥2.5倍壓痕直徑。
設備準備:
常用 F/D2 比值:30(用于鋼鐵)、10(用于有色金屬如銅、鋁)、5(用于極軟材料如純鋁、鉛)。
例如:使用10mm球,試驗力為3000kgf(29.42kN),F/D2=30,適合測試中硬鋼。
開機預熱:打開主機和電腦電源,預熱 10-15分鐘。
校準:定期使用標準布氏硬度塊對設備的試驗力和測量系統進行校準,這是保證數據準確的生命線。
選擇壓頭與試驗力:根據材料預期硬度和厚度,嚴格按照布氏硬度試驗的國際標準(如ISO 6506, ASTM E10)選擇壓頭直徑(D)和試驗力(F)的組合,即 F/D2 比值。
試驗力:選擇與所選F/D2比值對應的力值(如 1839 kgf, 2452 kgf, 9807 N等)。
保荷時間:標準保荷時間為 10-15秒。對于較軟的有色金屬(如鋁、銅合金),通常為 30±2秒。
壓頭類型:確認已安裝硬質合金球(HBW) 壓頭,并選擇其直徑(如 10mm, 5mm, 2.5mm)。
測試模式:單點、多點、自動移動臺陣列測試等。
放置與找平試樣:
將試樣平穩放在載物臺上。使用升降手輪(或自動升降功能)將試樣表面緩慢升至接近壓頭,但禁止接觸!
對于需要高精度的情況,可使用“對零"或“接觸指示"功能,確保試樣剛好接觸壓頭。
開始測試:
按“開始"鍵。設備自動執行:加載 → 保荷 → 卸載。過程中設備會發出運行聲音,請勿觸碰設備或試樣。
自動測量:
卸載完成后,工作臺會自動下降(或手動下降),測量顯微鏡/攝像頭會自動移動到壓痕上方。
軟件會自動對焦、捕捉壓痕圖像,并測量兩個垂直方向的直徑(d?和d?),計算平均值。
讀取與記錄結果:
數顯屏或軟件界面會直接顯示 布氏硬度值(HBW)、試驗力、壓頭直徑、壓痕直徑等信息。
示例:HBW 10/3000 350 表示:使用10mm硬質合金球,在3000kgf試驗力下保持10-15秒,測得的布氏硬度值為350。
軟件通常會自動保存所有數據并生成報告。
移動與重復:
移動載物臺或試樣至下一個測試點,確保間距符合要求,重復步驟1-4。
數據確認:檢查所有測試點的硬度值,觀察其分散性。若某個值異常,檢查壓痕形狀或該點是否存在缺陷。
設備復位與清潔:
將試驗力調至最小檔或關閉力值。
清潔載物臺和壓頭保護套上的金屬屑和灰塵。
下降工作臺,使壓頭處于安全位置。
關閉電源,蓋上防塵罩。
填寫使用記錄。
F/D2 比值是靈魂:不能隨意搭配壓頭和試驗力。錯誤的比值會導致壓痕變形不相似,使結果不可比,且不符合標準。
垂直性至關重要:試樣表面必須與壓頭軸線嚴格垂直,否則壓痕會變成橢圓形,導致測量直徑偏大,硬度值偏低。
壓痕直徑測量:雖然數顯設備自動測量,但操作員應在屏幕上檢查自動測量的壓痕圖像是否清晰、邊緣是否識別正確。對于不規則的壓痕(如橢圓),應分析原因(試樣不平、材料不均等),該數據可能無效。
試驗力選擇:在試樣厚度和測試面足夠的情況下,優先選用10mm球和較大的試驗力,以獲得更具代表性、更準確的測量結果。
環境與安裝:設備必須安裝在堅固、防震的基礎上,周圍無強烈震動源。這是獲得清晰壓痕和穩定數據的前提。
安全:測試時,嚴禁將手放在壓頭或升降機構下方。更換壓頭需使用專用工具并由合格人員進行。
壓頭檢查:定期檢查硬質合金球是否有裂紋、磨損或變形。一旦損壞,立即更換。
光學系統清潔:定期清潔測量顯微鏡的鏡頭和光源,確保圖像清晰,這是自動測量準確的基礎。
載物臺與導軌:保持清潔并定期涂抹少量潤滑脂,保證移動和升降順暢。
力值校準:嚴格按照周期(通常為每年)進行全量程試驗力的計量校準。
軟件備份:定期備份測試程序、校準數據和用戶模板。
最后強調:務必優先閱讀并遵守您所用設備的具體說明書和相關的國家標準(ISO/ASTM/GB)。正確的參數選擇和規范的操作是獲得有效、可比布氏硬度數據的途徑。
如有技術支持(維修保養)可聯系:納爾工業設備(蘇州)有限公司
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