布氏硬度计工作原理及其使用注意事项

1.布氏硬度计工作原理
   对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后， 除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算

2. 布氏硬度计的特点

   布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10mm球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。

   布氏硬度试验的缺点是压痕较大，成品检验有困难，试验过程比洛氏硬度试验复杂，要分别完成测量操作和压痕测量，因此要求操作者具有一定的经验。

3. 布氏硬度计适用范围  
   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、钢材和经过调质热处理的半成品工件，采用小直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。
   鉴于以上特点，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。

4. 布氏硬度试验条件的选择
   布氏硬度计的试验原理可概括为：材料厚-大负荷-大钢球-得到大的压痕-得到最小的误差结果
   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。这一条件能够最大限度地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以下两个规则：

布氏硬度试验可选择的0.102F/D²值为30、15、10、5、2.5、1共6种。标准GB/T231.1—2002中规定，对于钢只有一种选择，就是0.102F/D²=30，对于其他材料，根据其不同的硬度范围，有2~3种0.102F/D²值可供选择。

试样厚度应大于压痕深度的8倍 ----这点很重要，是不能忽视的
   根据试样的厚度和大小选择压头直径D和试验力F，对于较厚、较大的试样，应尽量选用Ø10mm的压头和相应的试验力，因为这样最能体现布氏硬度计的特点。对于较薄、较小的试样，应选用较小的压头和较小的试验力。以保证满足布氏硬度试验关于“试样厚度应大于压痕深度的8倍”的要求

   总结一下，布氏硬度的条件和原则总共四条

试样厚度应大于压痕深度的8倍
                   0.24D≤d≤0.6D
K=F/D²  材料厚-大负荷-大钢球-得到大的压痕-得到最小的误差结果

布氏硬度计的精度比洛氏硬度计的精度高

举例说一下，1HRA差不多等于200HB

洛氏硬度计的误差加减一度的时候，相当于布氏硬度的200度左右

5.布氏硬度计 安装及调整

1、打开外包装将硬度计应放置在干燥、清洁、无震动及腐蚀性介质的室内。硬度计的基础应坚固平坦，其高度约为500mm左右并留有保证人工加卸砝码的场所，台子上应留有供丝杠升降穿过的孔（约10mm）。然后将准确度为0.2mm/m的水平仪放置在本机的大平工作台上，调至水平即可。

2、通过漏电保护器将电源（220V）接入本机，检查电源电压（220V）能够满足本机性能及参数要求并接好接地线后方可通电试验（电源保险丝为3A）

接地线往往被大家忽视，尤其在维氏硬度计的使用的时候，接地线很重要

3、安装压头与试台：
   按表1选择压头20，并用无酸汽油清洗其球上附沾的防锈油，用棉花或质地较软的纱布擦拭干净，装入主轴孔内，旋转紧定螺钉使其轻轻压入压头固定杆之扁平处，然后将工作台安装在丝杠上。再将试样平稳、密合地安放在工作台上。此时转动手轮使试台缓慢上升，试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动，最后将压头紧定螺钉压紧于固定杆之扁平处。

4、选择试验力：
   选用的试验力为1.839千牛（187.5Kgf）时，将砝码吊架挂在大杠杆尾部刀刃上即可；若加上Φ120*26（62.5Kgf）的砝码就形成2.452千牛（250Kgf）的试验力；再加上一个Φ160*92（500Kgf）的砝码便形成了7.355千牛（750Kgf）试验力，再加上一个Φ160*55（250Kgf）的砝码便形成了9.807千牛（1000Kgf）试验力，再加上4个Φ160*92（500Kgf）的砝码便形成了29.42千牛（3000Kgf）试验力。

5、选择试验保持力保持时间：
   按表1选择试验力保持时间，按SET进入时间设置程序，按左侧箭头键向上滚动设置时间的十位数，按右侧箭头键向上滚动设置时间的个位数，确定后按SET键确认所设定的时间。

6、正式试验以上工作准备就绪后，将工件放在工作台上，转动手轮使工件上升，当试样与压头接触并产生一定压力，钢球弹性定位器失效时，停止转动手轮。按START键硬度计自动完成工作循环

实验结束后，反向转动手轮，取下试样用随机所带的读数显微镜测量试样表面的压痕直径，将测量结果查附表

接下来说一下硬度计的检查

1、用秒表检查试验力持续时间的准确性，试验力持续时间允许误差为：12±2、30±2、60±2秒。

2、示值误差检查，应按标准布氏硬度块上标注的条件进行。在标准块表面不同位置上进行三次硬度试验，取其算术平均值，该值与标准块标称值之差，除以标准块标称值之商不应超过±3%。否则需用标准测力仪器来检查硬度计的试验力是否正确，其试验力允许误差为±1%，或者检查压头球是否有缺陷或变形等。

3、定期检查手轮定位器产生的压力，此力须完全能克服压轴之弹簧的压力。具体方法，取下砝码及吊架，转动手轮使丝杠上升弹性定位器失效时，大杠杆应能被顶起，加上砝码吊架时大杠杆应不能被顶起。重复几次达到以上条件即可。
检查周期可根据使用情况而定，一般为三个月较适宜

4、定期检查球的直径变化（根据使用情况最长不应超过一个月），当球直径为2.5mm时，允许变差为±0.003mm；球直径为5mm允许偏差为±0.004mm；球直径为10mm时允许偏差为±0.005mm；球表面在5倍放大镜下观察时，应无任何表面缺陷，球表面粗糙度Ra不应大于0.05微米

   不知道大家有没有发现，布氏硬度计有两种标尺，HBS  HBW

HBS是钢球压头，HBW是碳化钨压头，现在大家都说HB ,也就是碳化钨压头

钢球压头已经不再使用了

对于压头寿命来讲，碳化钨的会更久一些，硬度值会更准确一些

   接下来说一下维护和保养吧

1、硬度计摩擦表面每半月润滑一次

2、硬度计实验完毕后，应套上防尘罩，以免灰尘进入机器内部。

3、硬度计停止使用时，应将砝码与砝码挂架取下来，搬运时应注意不要碰触杠杆，以免损坏机件

选择布氏硬度计的选择：

控制面板：强电与弱点相分离

这样是为了 避免了相互干扰，避免了电流过大击穿面板，提高了安全性与面板的使用寿命

换向开关：接近感应开关与大杠杆直接感应换向

接近感应开关的使用寿命长，接近开关位置固定与大杠杆直接感应换向。

继电器：大功率固态继电器

功率大，功耗低，无触点、无火花，控制与被控制的隔离度高，便于与电子电路直接连接。使用寿命长

机械结构 ：大扭矩永磁同步电机经丝杠丝母传送工作

噪音小

布氏硬度计在使用的过程中，操作是很简单的，难点在选择符合和压头上的