布洛维硬度计使用说明书

安装 使用产品前安装 使用产品前 请阅读使用说明书请阅读使用说明书 HDI 1875HDI 1875 型型 布洛维硬度计布洛维硬度计 使用说明书使用说明书 粤制粤制 号号 广州市广材试验仪器有限公司广州市广材试验仪器有限公司 2 目目 录录 一 金属的硬度试验金属的硬度试验 一 布氏法硬度试验 二 维氏法硬度试验 三 洛氏法硬度试验 二 硬度计的构造二 硬度计的构造 三 硬度计的安装三 硬度计的安装 四 硬度计的使用四 硬度计的使用 一 对试样的要求 二 硬度计的操作 三 试验时的注意事项 五 硬度计的维护五 硬度计的维护 六 附加说明六 附加说明 一一 金金 属属 的的 硬硬 度度 试试 验验 金属的硬度试验 一般可分为动载和静载的试验 动载试验常用的为弹性回跳法和 用冲击力把淬火钢球 压入试样的试验方法 静载试验法为 以一定形状的压头 平稳和逐 渐地施加载荷 将压头 压入试样 以所得压痕的几何形状或 压痕形状与载荷的相互关系 来表示金属的硬度 本硬度计是以静载法中最常用的布氏法 维氏法和洛氏法测定金属的 硬度 一一 布布氏氏硬硬度度试试验验 布氏硬度试验是把一定直径的钢球 在规定的载荷作用下并在一定时间内压入试样 或工件 通常采用的钢球直径最小为 1 25毫米 最大为 10毫米 施加载荷最小为 31 25k kg gf f 306 5N N 最大为3000k kg gf f 29 42k kN N 本硬度计测定布氏硬度所用的钢球直径和载荷如下表 表表1 载载 荷荷 P P k kg gf f N N 钢钢 球球 直直 径径 D D m mm m P P 3 30 0D D2 2 黑色金属 H HB B 1 14 40 0 4 45 50 0 P P 1 10 0D D2 2 有色金属及 其 合 金 H HB B 4 47 7 5 5 2 20 00 0 P P 5 5D D2 2 有色金属铜 铝 等 H HB B 3 31 1 8 8 1 10 02 2 P P 2 2 5 5D D2 2 有色金属及其 合金 轴承合 金 H HB B 1 11 1 9 9 5 50 0 1 1 P P 1 1 2 25 5D D2 2 有色金属铝及 锡 等 H HB B 4 4 2 25 5 1 1 562 5 612 9N N 31 25 306 5N N 2 5 187 5 1 839KN N 62 5 612 9N N 31 25 306 5N N 布氏硬度值以试样或工件上钢球压痕球面上的平均压力 kgf mmkgf mm 表 示之 并按下式计算 式中 D D 钢球直径 mm mm P P 加于钢球上的载荷 kgf N kgf N d d 压痕直径 mm mm 4 压痕直径的测量可用外购的测量显微镜进行 其准确度应达 0 01 毫米 硬度值可在附表 布氏硬度对数表 中查对 以布氏法进行硬度试验时 载荷的施加必须平稳 无冲击及振动 对黑色金属及有色金 属中的铜和铜合金 在开始加荷至最大载荷的时间应为 2 3 秒 在最大载荷下保持时间也应 为 30 秒 对轻合金及塑性大的金属 铝 铝锡及轴承合金等 则载荷施加和保持时间延长至 1 分钟 布氏硬度的记录 一般应标示出试验时的条件 例如以 2 5 毫米的钢球 载荷为 62 5kgfkgf 612 9N N 载荷时间为 30 秒 测得的布氏硬度值为 182 其结果应记录为 HBHB 2 5 62 5 30 182 kgf mm2 5 62 5 30 182 kgf mm2 2 括号内的单位 kgf mmkgf mm2 2 可以省略 试样或工件的厚度 应不小于压痕深度的 10 倍 布氏法试验时试样的厚度规定如下表 表表 2 2 硬硬 度度 值值 102030406080100150200300400500 钢球钢球 直径直径 mm mm 载荷载荷 kgfkgf N N 试试 样样 的的 最最 小小 厚厚 度度 mm mm 2 01 0 5 31 25 306 5 62 5 612 9 4 02 01 31 0 1 00 650 50 4 2 01 31 00 80 50 4 2 5 31 25 306 5 62 5 612 9 187 5 1839 2 41 61 20 80 60 48 二二 维氏硬度试验维氏硬度试验 维氏法硬度试验是用相对面间夹角为 136 的正四棱形角锥体金刚石压头压入试样 而 用压痕面积 mmmm2 2 除载荷 kgfkgf 所得的数字表示硬度值 角锥体的压痕面积是根据其两条对角 线长度的平均值来计算 硬度值可用下式表示 参考图 2 上式中 p p 载荷牛顿 kgfkgf d d 压痕的两对角线长度的平均值 mmmm 5 维氏法测定硬度所用的载荷由 1kgfkgf 至 120kgfkgf 9 81N N 至 1 177kNkN 本硬度计用的载荷为 30kgfkgf 294 2N N 60kgfkgf 588 4N N 100kgfkgf 980 7N N 压痕的对角线长度以外购的测量显微镜测量 其准确度应达到 0 001 毫米 硬度值可在附 表 维氏硬度对数表 查对 负荷施加于试样上 必须缓慢平稳 无冲击及振动 从加荷开始到规定值的时间应为 10 12 秒 而负荷保持时间约为 10 15 秒 对于软金属及需要较高精度的试验工作时 应 加长保持负荷时间至 30 2 秒 维氏硬度的标示 一般应示出试验时的载荷 例如 60kgfkgf 588 4N N 载荷得出的硬度值为 300 其结果应标示为 HV60HV60 300300 kgf kgf mmmm2 2 括号内的单位 kgfkgf mmmm2 2 可以省略 试样或工件的厚度 应不少于压痕对角线的 1 5 倍 也可以用不少于压痕深度的 10 倍来 计算 其规定如下表示 维氏硬度试验样的最小厚度 表表 3 3 硬硬 度度 值值 HVHV 2003004006008001000 载载 荷荷 P P kgfkgf N N 试试 样样 最最 小小 厚厚 度度 mm mm 30 294 2 0 750 620 530 440 380 34 60 588 4 1 10 780 750 620 530 48 100 980 7 1 41 21 00 80 690 62 6 三三 洛氏法硬度试验洛氏法硬度试验 洛氏法试验是用两种不同的压头在先后施加的两个载荷 预载荷和总载荷 作用下压入金 属来测定硬度 根据试验条件 可采用直径为12 7mmmm 6 35mmmm 3 175mmmm 1 588mmmm的淬火钢球压头或顶 角为120 的金刚石圆锥压头 顶端圆弧半径为0 2毫米 本硬度计只附直径为1 588mm的钢 球压头及金刚石圆锥压头两种 洛氏硬度值HRHR是测量压头lOkgfkgf 98 1N N 预加载荷与总载荷 预载荷加主载荷 作用下所得 压痕深度差来表示 因此压痕的深度是在保留lOkgfkgf 98 1N N 的载荷下测量 总载荷是根据所 用压头及试样材料而规定选用150kgfkgf 1471 1N N 1OOkgfkgf 980 7N N 或60kgfkgf 588 4N N 所得硬 度值分别以不同的标记表示 洛氏硬度以具有条件性的不名数表示 以压痕深度0 002毫米作为1硬度单位 当用金刚 石圆锥压头时 硬度值投影在本硬度计的红色线影屏上 读数由100至O 表示试样的压痕深 度由0至200微米 当用淬火钢球压头时 硬度值投影在蓝色线的投影屏上读数由100至0 表 示试样的压痕深度为60至260微米 洛氏硬度标记 所用压头和总负荷如下表示 表表 4 4 投投 影影 屏屏标标 记记压压 头头总载荷总载荷 kgf N kgf N HRCHRC 金刚石圆锥压头 150 1471 1 HRAHRA 金刚石圆锥压头 60 588 4 红 色 HRDHRD 金刚石圆锥压头 100 980 7 HRBHRB 1 588 毫米钢球 100 980 7 HRFHRF 1 588 毫米钢球 60 588 4 蓝 色 HRGHRG 1 588 毫米钢球 150 1471 1 洛氏硬度值可按下式计算 参见图 4 用金刚石圆锥压头时 HRCHRC HRAHRA HRD 100 HRD 100 H H h h 0 0 0 00 02 2 用直径为 1 588mmmm 钢球压头时 HRBHRB HRFHRF HRG 130 HRG 130 H H h h 0 0 0 00 02 2 7 式中 h h 在预载荷 10kgfkgf 98 1N N 作用下 压头压入深度 毫米 H H 在总载荷作用后 卸除主载荷 只在预载荷作用下的恢复压痕深度 毫米 载荷施加于试样时必须平稳 无冲击及振动 特别在施加 10kgfkgf 98 1N N 预载荷时更应注 意 加荷速度以压入时间表示 对 A A B B C C 标尺均为 4 6 秒 C C 标尺用 HRCHRC 40 50 的硬度块 总负荷的保持时间为 10 秒 主负荷在 2 3 秒内卸荷后 立即读数 用金刚石圆锥压头在 150kgfkgf 1471 1N N 载荷下测量 HRCHRC 值 一般用来测量淬火钢球或低 温加回火钢的硬度 也可以用来测量厚度超过 0 5 毫米的箔面层 如渗炭层 的硬度 但硬度值 HRCHRC 70 的试样 应用圆锥压头 60kgfkgf 588 4N N 载荷下测量 HRAHRA 值 以免压头被损坏 用钢球加以 100kgfkgf 980 7N N 或 150kgfkgf 1471 1N N 载荷 直接用来测量较软的材料 如退 火钢 有色金属等硬度 但硬度值 HRBHRB 60 的材料不适宜进行洛氏硬度试验 试样的厚度应不少于压痕深度的 10 倍 其规定如下 表表 5 5 HRCHRC 值值 203040506070 压压 头头 种种 类类 载载 荷荷 kgfkgf N N 标标 记记 试试 样样 最最 小小 厚厚 度度 mm mm 1 00 90 80 70 60 5 1 41 31 11 00 80 7 120 圆 锥 压 头 60 588 4 100 980 7 150 1471 1 A D C1 81 61 41 21 00 8 HRCHRC 值值 2030405060708090 试试 样样 最最 小小 厚厚 度度 mm mm 1 51 41 251 11 0 2 52 32 01 81 61 41 21 0 1 588mm 1 588mm 钢球压头 60 588 4 100 980 7 150 1471 1 F B G2 82 52 21 91 5 8 二 硬二 硬 度度 计计 的的 构构 造造 参看图参看图 3 3 HDl 1875HDl 1875 型硬度计除操纵手柄 9 9 外 全部封闭安装在机架内 机架前面装有支承试样的 支承台 1 1 升降螺杆 2 2 及升降手轮 3 3 支承台可按试样形状要求而更换 试验用的压头装在 加荷杆 4 4 的孔内 用固定螺钉 5 5 固定 进行洛氏硬度试验时 预载荷 10kgfkgf 98 10N N 由加荷 弹簧 8 8 产生 主载荷则由安放于砝码台 7 7 上的砝码重量借加荷杠杆而施加于压头 主载荷的 加卸 由一组连杆装置操纵之 当将操纵手柄 9 9 摇向前时 缓冲器 1010 的活塞被提升 通过 推杆 1111 而使加荷杠杆 6 6 升起 此时砝码产生的载荷没有施加于压头上 将操纵手柄 9 9 推向 后方 则载荷通过缓冲器的作用 缓缓施加于压头上 载荷的交换由一自动更换装置操纵 在机架右侧有一载荷交换旋钮 转动此旋钮 使标记对正所选用的载荷 便可使砝码挂架上 的砝码自动装上砝码台 本硬度计可以在 187 5 150 100 62 5 60 31 25 30kgfkgf 即 1839 1471 1 980 7 612 9 588 4 306 5 294 2N N 7 挡载荷进行试验 但在选用 294 2N N 30kgfkgf 载荷时 必须将交换旋钮的标记对正 31 25 的位置 同时将砝码台上附加的小 砝码 E E 取出 其它各挡载荷则须将此小砝码加在砝码台上 本硬度计附有专供洛氏硬度试验的读数装置 此装置将试样的压痕深度通过一放大杠杆 而用光学放大系统投射于机架前端的投影屏 1414 上 在投影屏可直接读出试样的洛氏硬度值 所用的光源由 6 8V V 15W W 的灯泡产生 本机附有变压器 使用的电源为 220V V ACAC 进行布氏硬度试验或维氏硬度试验时 试样上被压出的压痕可用测量显微镜测量 并借 用硬度对数表查对硬度值 三 硬三 硬 度度 计计 的的 安安 装装 硬度计必须安装在室温 20 10 的范围内 周围无振动无腐蚀性介质 10 11 12 为了避免硬度计在运输途中碰坏 故将所有砝码 砝码台均卸下另行包装 加荷杠杆及 放大杠杆用小绳缚紧 因此 开箱后必须按下列方法进行安装必须按下列方法进行安装 1 硬度计必须放在紧固的 表面稍粗糙的台面上 并在台面适当位置开一直径为 60 毫米的孔 使硬度计升降螺杆在此孔升降 以便使用 维修 2 用螺旋起子旋开顶罩及掀开背面的盖板 将缚紧杠杆的小绳剪断并取出垫衬物 3 在杠杆末端的挂板上挂上砝码台 并将砝码按 A A B B C C D D 顺序由上而下安放在砝码 架上 小砝码 E E 放在砝码台的挂钩下 用 30kgfkgf 即 294 2N N 载荷时将砝码 E E 取出 4 将机体安放好 把顶罩及后盖板装上 并以支承台为准 校正水平 水平度不超过 0 2 1000 5 接上电源 220V V 按下机架侧下方的开关 光线投射在投影屏上应均匀 如发现有明 暗不均匀现象 可旋开机架左上侧的光源防护罩 调节灯座螺帽 将灯座拉出 推入或旋转 使光源对正光学透镜的光轴 注 更换灯泡时将灯座整个拉出 四 硬四 硬 度度 计计 的的 使使 用用 一一 对试样的要求对试样的要求 1 试样表面必须经过精加工 倒角 不应有凹凸不平的加工缺陷或夹杂物 以免损坏 压头 同时最后加工不应影响金属的硬度 例如 由冷加工而产生的硬化或由于在加工过程 中引起发热而产生的回火 2 试样表面应干燥清洁无油层 对于有油漆 电镀层 氧化皮 脱炭层或渗炭层的试样 结果主要目的不是试验该层的硬度 则应加以清除 3 试样几何形状的要求 1 布氏硬度试验 试样表面应制成光滑平面 以便压痕边缘足够清晰 保证测量压痕直 径的准确性 2 维氏硬度试验 试样被试面应为平面 粗糙度 0 4 以上 必要时亦可以测定其曲率 半径不少于 5 毫米的试样 但其结果只能与相同曲率表面条件下的结果相比较 3 洛氏硬度试验 可在其有平坦或弯曲表面的试样上进行 测定弯曲面之硬度时 其 曲率半径不得少于 15 毫米 如半径为 5 15 毫米 则测得的硬度值仅能用于比较相同曲率 表面的硬度 但根据修正值修正后 其硬度值仍可同曲率半径大于 15 毫米者进行比较 13 4 试面应垂直于压头轴线 其倾斜度不应大于 2 5 试样的支承面应能保证试样与支承台紧密接合 在试验时不能移动 试样本身更不应 产生弯曲和弹性变形 6 根据试验方法和试样厚度 按上述表表 1 1 2 2 3 3 恰当地选择试验载荷 二二 硬度计的操作硬度计的操作 参看图参看图 3 3 及图及图 4 4 1 根据试样形状的要求选用适当的支承台 支承台必须试抹干净 能使与升降螺杆的 顶端紧密接合 2 根据试验要求选用压头 并将压头牢靠地安装在加荷杆的孔中 使压头与主轴的平面 在工作时保持接触良好 以保证试验结果的正确 3 根据试验需要选择所需的试验载荷 转动机架右侧的变换载荷旋钮 使所需载荷数字 对正标记 可调换的载荷为即 如果需用 30kgfkgf 294 2N N 载荷 按上述结构说明中的方法 将小砝码 E 取出 4 将操纵手柄 9 9 摇向前方 然后将试样放在支承台 1 1 上 转动升降手轮 3 3 使试样试面 与压头按触 继续缓慢转动手轮 使试样继续升高 此时投影屏上的标尺移动到红色刻度 100 与基准线接近重合 上 下偏移不大于 5 小格 5 旋转投影屏下的调整旋钮 1515 使基准线与刻度 100 重合 此时预载荷 10kgfkgf 98 1N N 施加在试样上 图 4 之 6 将操纵手柄 9 9 推向后方 则主载荷施加在试样上 投影屏上的标尺慢慢回行 而且停 止在一定位置 此时标尺所指示的压痕深度 是在总载荷作用下 试样的弹性变形也计在内 因此不能以此作为载荷的读数 图 4 之 7 将操纵手柄 9 9 摇向前方 使主载荷卸除 此时试样只承受 lOkgfkgf 98 1N N 的预载荷 压 痕的弹性已回复 此时投影屏上基准线对正标尺的数字 即为洛氏硬度值 如果用金刚石圆 锥压头 施加 60 150 100kgfkgf 即 588 4 1471 1 980 7N N 载荷 则在红色投影屏上读出 HRAHRA HRCHRC 或 HRDHRD 值 如果用直径为 1 588mm 的钢球压头用 100 60 150kgfkgf 即 980 7 588 4 1471 1N N 载荷则在蓝色投影屏分别读出 HRBHRB HRGHRG 或 HRFHRF 值 图 4 之 8 降下支承台 取出试样 图 4 14 9 用作测量布氏或维氏硬度时 操作方法同上 但取下试样后必须用测量显微镜测量压 痕的直径 布氏法 或对角线的长度 维氏法 再在硬度对数表中查对硬度值 10 无论用作测量布氏 维氏或洛氏硬度 必须按照上述金属硬度试验中的规定选用压 头或规定的载荷进行试验 并按规定控制载荷的施加时间 将操纵手柄 9 9 摇向前方后 投影 屏上的标尺缓慢回行直至停止 所需时间即载荷施加时间 此时间的控制可调整机架右下侧 的缓冲器旋钮 1010 使之符合规定的要求 11 当转换支承台时 须将螺杆降低 并注意不要碰坏压头 三三 试验时的注意事项试验时的注意事项 1 布氏硬度试验 根据 GB T231 1 2002 GB T231 2 2002 GB T231 3 2002 1 压痕中心距试样边缘的距离不小于压痕直径的 2 5 倍 而距其相互压痕中心的距离 应不小于压痕直径的 4 倍 试验硬度小于 HBHB35 的金属时 上述距离应分别为压痕直径的 3 倍和 6 倍 2 试样或弯曲表面制件试验表面的长度和宽度应不小于钢球直径的 2 倍 3 试验后压痕直径的大小应在下列范围内 O 25 d d 0 6 D D 如不符合上述条件时 试验结果认为无效试验结果认为无效 2 维氏硬度试验 根据 GB T4340 1 1999 GB T4340 2 1999 GB T4340 3 1999 1 一压痕中心与试样边缘或其他压痕中心之间的距离对于黑色金属不应小于压痕平均 对角线长的 2 5 倍 对于有色金属 则不应小于 5 倍 2 试验后试样上出现下列情况之一者 试验结果无效试验结果无效 a 试样背面有变形痕迹 b 压痕形状不完整 3 洛氏硬度试验 根据 GB T230 1 2004 GB T230 2 2002 GB T230 3 2002 1 在试样上两相邻压痕中心以及任一压痕中心距试样边缘之距离均不得小于 3 毫米 2 每次更换压头 金刚石圆锥和钢球 试样或支座后的最初两次试验结果 不能采用 不能采用 4 五 硬五 硬 度度 计计 的的 维维 护护 1 硬度计必须安装在附近无振动 无腐蚀气体及干燥的地方 2 使用硬度计时必须按规定的