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硬度计产品的介绍

日期:2020-06-05 11:20
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摘要:

.硬度计产品的介绍:

1.      硬度计的分类:

按试验方法分:布氏、洛氏、维氏、肖氏硬度等。

按试验条件分:常温、高温、低温硬度。

按负荷施加分:静力硬度试验、动力硬度试验。

按安置方式分:台式、便携式……等等几十种分类方法。

其中台式静态施加负荷方式的硬度计是*常用的,也是测试精度*高的。我公司生产的硬度计产品(除HB-2锤击式布氏硬度计)都属于这种类型的产品。

布氏系列:HB-3000系列电子布氏硬度计。DHB-3000A型电子布氏硬度计(显示用数码管)、DHB-3000型(小液屏,不用查表)和XHB-3000型数显布氏硬度计,明年初我们还将推出XHB-3000Z型自动转塔数显布氏硬度计。

洛氏系列:HR-150A型手动洛氏硬度计、HR-150DT型电动洛氏硬度计、HRM-45型电动表面洛氏硬度计、HRS-150型数显洛氏硬度计、HRMS-45型数显表面洛氏硬度计和HRSS-150型数显双洛氏硬度计、HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计、HD9-45型光学表面洛氏硬度计和XHR-150塑料洛氏硬度计。这些品种我们将根据销售商的反馈在明年投入部分适合市场的产品。

维氏系列:HV-1000显微硬度计和HVS-1000数显显微硬度计二个系列。HV-1000HV-1000型(不用查表,有对照表)、HV-1000A型(41手摇机构)、HV-1000Z型(自动转塔)和-HV-1000AZ型(手摇,自动转塔)。HVS-1000HVS-1000型数显显维硬度计、HVS-1000P型数显显维硬度计(带打印机)、HVS-1000Z型自动转塔数显显维硬度计。明年我们将推出HV-5型小负荷维氏硬度计、HVS-10型数显小负荷硬度计、HV-30型维氏硬度计、HVS-50型数显维氏硬度计和HVS-5HVS-10HVS-30HVS-50型数显维氏硬度计。

还有二种测量装置,DM-2008型视屏测量装置、压痕自动测量装置。这二种测量装置可在所有维氏系列硬度计中都能使用。

2.      硬度计的适用范围和性能:

2.1.布氏系列:

布氏硬度计的应用比较广泛,它能对金属原材料、正火、调质和淬火件进行硬度测试。由于布氏硬度计的试验力和钢球压头都较大,压痕也大,故特别设合铸件、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料的硬度测定,它能测出较大范围内金属各组成部分的综合性能,而不受个别组织的影响,是硬度试验中很**的一种试验法。所以它对企业、大专院校和科研单位都非常适用。DHB-3000型电子布氏硬度计是DHB-3000A型电子布氏硬度计(数码管)升级换代的产品,它采用混合式步进电机、高品质的细分电路和传感技术以及由CPU全过程控制的闭环系统,而且采用小液屏动态显示整个试验过程。在上个世纪九十年代我们开发的DHB-3000A型电子布氏硬度计代表了国内外同类产品的先进水平,在世界上是开创,而且获得上海博览会金奖。随着市场认可度的提高,我们的产品也开始被国内外同行企业仿造,今年初开发成功的XHB-3000型数显电子布氏硬度计继续保持优越的地位,在目前国内外的布氏硬度计中都是汇编语言编程,只有我们的硬度计是C++语言编程,而且是双核控制系统。*近我们委托有关权威部门采用*先进的仪器进行了动态测试,结论是它的稳定性远远超出了国内外同类产品水平。它有十级负荷(62.5100125187.5250500750100015003000Kgf,可在面板上轻松地选择你所需要的负荷,可操作性好、可靠性强、精度高是它的特点。但是布氏硬度的压痕较大,不适合薄片和小零件的测试(薄片要击穿,小零件会留下较大的压痕。随着新材料新工艺的不断发展和**,现在我们已为一些客户定做过*大试验力1Kgf的布氏硬度计,这与显微镜的放大倍率有关)。

布氏硬度测试的范围为8~650HBW。这个范围问题我在这里解释一下,这是国家标准HBW布氏硬度的范围,并不是每上等负荷的试验都能达到这个范围。譬如说你选择3000Kgf10mm钢球时,当压痕的平均直径为2.40mm这时的布氏硬度是653HBW;把试验力改为1000Kgf,钢球和压痕平均直径不变这时的布氏硬度是218HBW,而且负荷为1000Kgf时它无法测到650HBW的布氏硬度。这是一个问题,第二个问题是试验力和钢球直径的匹配,首先在试验力的选择时必须使压痕直径在0.24Dd0.6D的范围内。压痕超过此范围的我们都认为无效。这里的无效是指不符合试验法,即在发生质量纠纷时,它不能作为法律依据。附表一

  

从表一中我们可以看到F/D2这一类的数据30151052.51.251,这是在选择试验力和压头大小时的比值系数。下面有一个附表二可供参考。

 

  表二

材料

布氏硬度

0.102F/D2

 

          30

 

铸铁

<140

          10

140

          30

 

铜和铜合金

<35

          5

35~130

          10

>130

          30

 

轻金属及其合金

35

          2.5

35~80

          5,10

>80

          10

      第三个问题是读数显维镜的使用。读数显微镜放大倍率为20X,视场直径8mm,有效测量范围6mm。它的外形结构示意图(图一)

 读数显维镜的技术参数:

 

目镜分划尺刻度数

测微鼓轮*小读数

测量精度

1mm

8mm

0.005mm

0.005mm

读数显维镜的使用方法:

    将读数显微镜置于硬度块或试件上,在长镜筒的缺口处用自然光或灯光照明。在视场中同时看清分划板上的字和刻线及试件上的压痕,如感觉压痕不清晰,

可转动目镜调节套调至压痕轮廓清晰即可。硬度块或试件上的压痕同时清晰,这在出厂时已调整好。

    进行测量时,先转动读数鼓轮,在读数鼓轮的圆周上刻有从0-90的数字和100格线条,每一小格为0.005mm,转动鼓轮一圈为0.5mm。鼓轮刻线见图二。目镜内有二块分划板,在固定分划板上刻有从0-8的数字,每一个数字间隔为1mm(分划板刻线见图三),在移动分划板上刻有用于测量的黑色刻线。当鼓轮开始转动后,刻有黑线的分划板开始移动,这时既可对压痕进行测量。测量时先将刻线的内侧与压痕直径一边相切,记录测得的数据,然后再转动鼓轮,移动刻线到压痕直径的另一边,同样,用刻线的内侧与压痕直径相切,再记录测得的数据,把二个数据相减即为压痕直径的长度。用同样的方法转动900测量另一个方向压痕的直径,两个直径的算术平均值查表可得其硬度值。

    布氏硬度的标记有规定的书写方法,如218HBW10/3000HBW表示布氏硬度试验使用硬质合金钢球压头;10表示使用10mm钢球压头;3000表示其试验力为3000Kgf218表示在这一系列条件下试验所得的硬度为218HB

  

测试举例:将一打好布氏硬度压痕的硬度块或试件放在平稳的台面上,把读数显微镜放在硬度块或试件上,在视场中可见一被放大的布氏压痕。转动鼓轮将刻线移动到“0”位即对零,如有少量的误差可记在心里(在以后的读数中扣除或增加,因每人的测量习惯和观察的角度不同会引起这误差),继续转动鼓轮使刻线的内侧与压痕的一边相切,得一读数为2.971mm2.971mm是鼓轮转动5圈,在鼓轮上的格数是94.2格,0.2格是估读数,这样总格数是594.2格,0.005×594.2=2.971mm),然后再转动鼓轮,使刻线的内侧与压痕另一边相切(注意:在转动过程中,硬度块或试件与读数显微镜必须保持一致),又得一读数为4.000mm,则压痕直经为二次读数之差,4.000-2.970=1.029mm),见图四。将读数显微镜旋转900,在压痕垂直的方向按上述方法测量,可得另一直径为1.031mm,两次压痕直径读数的算术平均值既为直径的长度(1.029+1.031)÷2=1.030mm。如选择612.9N62.5Kgf)的试验力,φ2.5mm的球压头,在对照表中查到压痕直径为1.030mm这一栏时的硬度为71.7HBW

 

 

读数显微镜的保养:

a. 读数显微镜的精度在出厂时已调整好,不允许自行拆装,由此而影响该显微镜的读数精度由客户负责。

b. 读数显微镜存放和使用时,应避免灰尘,潮湿和有腐蚀性气体的环境中。

c. 如读数显微镜透镜表面有脏物应用柔软的脱脂棉、擦镜纸拭擦,碰到油渍污染时,可用脱脂棉蘸取少许酒精和乙醚混合液轻擦。

     布氏硬度计由于其试验力大,一般都采用双杠杆结构,杠杆比150~160之间,这样*大的试验力3000Kgf在杠杆尾端施力处只要施加60~50Kgf的负荷即可实现。我们采用步进电机作为动力源,通过同步带轮、加载丝杆和杠杆进行加荷。同时通过压力传感器反馈到面板上,在整个试验过程中它都显示出负荷变化的瞬时值,这在所有硬度计中是唯壹的先例,它*大的优点是负荷始终报持在正确的范围内。大家知道通过杠杆进行加载,只有杠杆在水平位置时,杠杆比才保持正确。一旦杠杆上下转动时,杠杆比就会发生变化,对采用大杠杆比的硬度计,它显然不合适,所以机械式的布氏硬度计如果它没有自动补偿措施,那么它的试验力很难保证。电子布氏硬度计的设计和编程相当复杂,但是它的结构却很简单,这对操作、使用和维修来讲就相当方便了。

2.2.洛氏系列:

    洛氏硬度试验的特点是简单和迅速。由于洛氏硬度计操作简单,压痕不需要目镜来测量,所以工作效率较高。在一般的企业单位中应用相当广泛,但是它的精度不如布氏和维氏(在布氏或维氏450HBWHV左右洛氏只有45HR,相差10倍。在世界上,科技发达的国家一般都采用布氏和维氏。)。洛氏硬度试验按*新的国家标准分为洛氏HR9个标尺)表面洛氏NT2个标尺)塑料洛氏MLR3个标尺),我将洛氏系列的各个标尺所对应的压头、负荷和适用情况列一个表这样方便大家查找和参考。见表三,

                              

      

 

标准块的硬度范围

  A

  金刚石压头

圆锥角为1200顶端球面半径0.2mm

588

20~88HRA

硬质合金、渗碳钢

  D

980

40~77HRD

薄钢、表面淬火钢

  C

1471

  20~70HRC

淬火钢,调质钢,硬铸铁

  F

钢球压头

直径为1.5875mm

588

  60~100HRF

退火铜合金,薄软钢

  B

980

  20~100HRB

软钢,铝合金,可锻铸铁

  G

1471

  30~94HRG

铜、镍、锌合金

  H

   钢球压头

直径为3.175mm

588

  80~100HRH

退火铜合金

  E

980

  70~100HRE

,镁合金,软钢,铸铁

  K

1471

  40~100HRK

,,,青铜,铍青铜

 15N

金刚石压头

圆锥角为1200顶端球面半径0.2mm

147

  70~91HR15N

氮化钢,各种薄钢板,渗碳钢,刀子和其他零件边缘部分和表面部分。

 30N

294

  42~80HR30N

 45N

441

  20~70HR45N

 15T

钢球压头

直径为1.5875mm

147

  73~93HR15T

软钢,黄铜,青铜,铝合金等薄板。

 30T

294

  43~82HR30T

 45T

441

  12~72HR45T

  M

钢球压头

直径为3.175mm

980

  85~110HRM

硬塑料、硬橡胶,铝、锡、铜、软钢、合成树脂及磨擦材料等。

  L

1471

  100~120HRL

  R

直径为3.175mm

588

  114~125HRR

    从表中可以看到使用金刚石压头做试验的,相应的硬度较高,钢球的直径越大相对试件的硬度越低,还有试验力的大小,力越大被测试件的硬度越高。现在看一下标尺ADC这三个标尺在同一类中,都使用金刚石压头,但试验力不同适用的对象也不同,这要看客户的要求,被测试件的材料,热处理的情况而决定。再看一下15N30N45N这一类,它们使用的压头都是金刚石圆锥角压头,被测试件的对象也相同,只是试验力不同,标尺跟着不同,这不但要看客户的要求,重要的是看被测试件的具体情况来决定。标准块的硬度范围,从这一列中我们可以看到,你要测试的硬度越高,测试数值越小(这并不是数值大小来决定硬度的高低,硬度的高低只有在同一个标尺中可以比较大小,不同的标尺之间只有对照,其结果也只能参考,而不能作为其判定的硬度数据。),一般来讲大的数值往往是较低的硬度(在不同的洛氏标尺中,不是优良的,仅供参考),我讲这一点只是便于大家能够容易记着。

洛氏硬度计按其加载的形式可分为二种,手动和电动。HR-150A型手动洛氏硬度计、HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计和HD9-45型光学表面洛氏硬度计都属于手动的。HR-150DT型电动洛氏硬度计、HRM-45型电动表面洛氏硬度计、HRS-150型数显洛氏硬度计、HRMS-45型数显表面洛氏硬度计和HRSS-150型数显洛氏表面洛氏硬度计都属于电动的。手动形式的优点是结构简单,不需要用电,故障率低,维修方便。它的缺点是加荷、保荷和卸荷的时间控制不一定相同,影响硬度的误差。正确的加荷时间为(2~6)秒,保荷的时间为(5±2)秒,卸荷的时间为(2~3)秒,整个过程应平稳地推动手柄,使负荷均匀无冲击地加载和卸荷。电动形式的优缺点与手动的正好相反。

在洛氏系列的硬度计中HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计和HD9-45型光学表面洛氏硬度计我再讲一下,这二种型号的硬度计中包含了布氏和维氏的试验。HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计共有7级试验力。三种试验方法,其中维氏硬度(HV)有二级试验力(30100Kgf);布氏硬度(HB)有三级试验力(31.2562.5187.5Kgf);洛氏硬度(HRAHRCHRB)有三级试验力(60100150Kgf)。在使用中请注意:只有在使用维氏30Kgf时要将“0”号小砝码取下,在其余的试验中都要将小砝码安放在原处。HD9-45型光学表面洛氏硬度计中有30Kgf上等试验力能测试维氏硬度,在仪器的附件中已为你配备了维氏压头和测量显微镜(有关维氏的试验要求在下面维氏系列中再讲)。

2.3. 维氏系列:

维氏硬度计按其试验力的大小分为显微维氏、小负荷维氏和维氏硬度计。显微维氏的试验力≤200gf;小负荷维氏的试验力200F5Kgf;维氏>5Kgf,在生产企业设计和生产的维氏硬度计并不按照它的划分,而是按照客户的要求进行生产他们认为适合市场要求的产品。目前市场上销售的显微硬度计其试验力都在10gf~1000gf;小负荷维氏硬度计其试验力一般在5000gf~10Kgf;维氏硬度计其试验力一般在10Kgf~100Kgf。维氏试验的适用范围相当广泛,它几乎可对所有金属材料和一些较高硬度的非金属材料进行测试,如玻璃、陶瓷、宝石等材料的硬度测试。它是工矿企业、质检部门、中心试验室、大专校院和科研机构理想的硬度测试仪器。随着我国科技工业的高速发展,新材料新工艺的不断开发和WTO的加入,维氏系列硬度计的需求还将有一个新的提高。维氏硬度的范围大约在(0~2000HV,但是目前国内维氏硬度块的传递大约在(200~800HV之间。但是这并不影响客户的使用,硬度块主要用来校验仪器的正确性,当然硬度块越接近其误差越小,只要试验力正确,其系统正常它的误差是非常小的,不会影响到它的测试精度。维氏硬度块与布氏硬度块一样,其标记是有规定的,如:700HV1表示维氏硬度试验的试验力是1000gf,得到的维氏硬度值为700HV

    维氏系列硬度计的结构一般有二种,一种是直接加荷,另一种是间接加荷(通过杠杆进行加荷)。显微维氏硬度计都采用直接加荷;小负荷维氏硬度计有直接加荷的也有间接加荷的;维氏硬度计都采用间接加荷的(主要看设计的思路和试验力的大小)。HVS-1000型数显显微硬度计、HVS-1000P型数显显微硬度计(带打印机)和HVS-1000Z型自动转塔数显显微硬度计都是直接加荷的。维氏系列硬度计有:HVS-5型和HVS-10型数显小负荷维氏硬度计;HVS-30HVS–50型数显维氏硬度计都采用间接加荷。显微硬度计不但能进行维氏试验,还可以进行努氏试验(只要配上努氏压头)。努氏试验可以对硬度很高的材料进行测试,目前国内外已有不少的客户来配努氏压头进行努氏试验,尤其是一些科研单位研究新材料和新工艺。

    维氏试验的压痕和布氏试验的压痕一样,需要用目镜来进行测量。其原理和布氏的读数显微镜相同,它的二块分划板都可以移动,用二根移动刻线的内侧来对零进行对压痕的测量。目镜读数比读数显微镜方便,但其价格也高。在左面的一块分划板上有一个“十”字线,它是我们校正压头使其两根棱线处在水平位置。在维氏系列中我们配置的目镜都是相同的,放大的倍率都市10×,只是物镜的倍率不同有10×20×40×,使用两个物镜的硬度计一般高倍率的作为测量用,低倍率的作为观察用,但我公司提供的硬度计高、低二个物镜都能测量用,把测量范围一下扩大到二台仪器的用途。

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