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HB-3000型布氏硬度计用户使用手册莱州华银试验仪器有限公司（原山东掖县材料试验机厂）硬度是金属材料及合金材料机械性能的重要指标,通常指的是一种材料抵抗另一较硬的具有一定形状、尺寸并且本身不发生残余变形的物体压入其表面的能力。HB-3000型布氏硬度计可用于测定未经淬火钢、铸铁、有色金属及质地较软的轴承合金等的布氏硬度值；适用于厂矿、科研单位和大专院校试验室。布氏硬度试验是把一定直径的淬火钢球以规定的负荷压入试样表面经规定的保荷时间后卸除负荷，测量试样表面的压痕直径(见图1)，计算出布氏硬度值。改值以试样压痕表面积上的平均压力（公斤力/毫米2）表示(见表1)。用式（1）计算：布氏硬度=0.102*)(222dDDDF………………(1)表1符号及名称符号名称单位D硬质合金球直径毫米F试验力牛顿d压痕平均直径毫米d1,d2在两相互垂直方向测量的压痕直径毫米h压痕深度毫米HBW布氏硬度错误!未指定书签。图1布氏硬度试验原理图对一定直径的硬质合金球施加试验力压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕的直径，见图1。示例:350HBW5/750表示用直径5mm的硬质合金球在7.355KN试验力下保持10s-15s测定的布氏硬度值为350.*本节“试验原理”的内容参考中华人民共和国国家标准《金属布氏硬度试验》（GB/T231.1-2002）概述试验原理产品介绍布氏硬度试验最常用的标准条件是硬质合金球压头为10毫米（见图2）、负荷为3000公斤力，此时最能体现布氏硬度的特点。但是，由于试样的软硬不同、大小不一，一种负荷、一种钢球是不能满足的。对于同一试样，采用不同直径的钢球及不同的负荷，要得到相同的硬度值；或者说要获得可以比较的结果，只有在负荷与钢球直径的平方之比为一常数时才可能（见表2）。表2布氏硬度试验钢球直径和负荷选择表负荷F与钢球D2之比钢球直径D硬度范围(硬度值)适用对象1052.51.251303000750187.546.930.0140-(945)钢、灰口铸铁、铝10100025062.515.610.048-315550012531.27.85.023.8-158退火铝2.525062.515.63.92.511.9-79轴承合金1.2512531.27.82.01.26.0-39导线0.55012.53.10.80.52.4-15.8柔软材料图2硬质合金球压头主要技术参数见表3、图3表3主要技术参数项目（代号）内容高度（H）842毫米宽度（W）268毫米长度（L）700毫米试件最大高度（带保护套）（B）230毫米压头中心至机壁距离（A）120毫米硬度计净重210公斤硬度单位试验力级数（kgf）硬质合金压头（mm）布氏187.5250750100030002.5510技术参数适用范围图3外形尺寸示意图本硬度计属杠杆硬度计结构，这种硬度计体积小，便于使用，广泛应用于生产一线，其结构见图4本硬度计主要包括升降部件，主轴部件，杠杆系统，减速器部件，换向开关部件组成。试验时，试样置于工作台上，硬质合金钢球压头安装在主轴下端，负荷经杠杆放大后作用在钢球上，并将钢球压入试样表面，卸除试验力后，测量所得压痕直径，并由此得到试样的硬度值。硬度试验必须按照试验等有关规定进行。硬度计有铸铁机身（9），在机身前台上，安装了丝杠座（1），丝杠座中装有配合精确的丝杠（2），丝杠上端装有可更换的工作台（3），工作台上升与下降依靠丝杠的上下移动，而丝杠的移动则由转动手轮（7）通过螺母（4）来实现的。在手轮与螺母之间装有钢球弹性定位器（5），当压头与试样触并产生一定压力时，钢球弹性器失效，手轮与螺母产生相对滑动，以保证接触压力不超过一定范围。杠杆机构由大杠杆（14）、小杠杆（16）、吊环（15）压轴（18）组成，大杠杆比1：12.5，小杠杆比1：4，总杠杆比为1：50。试验力是通过杠杆系统而施加在试样上的。在大杠杆长臂上的吊环上挂有可更换的砝码（10），砝码组合分别得出下列试验力：1839、2452、7355、9807、29420牛顿（187.5、250、750、1000、3000Kgf）。试验力的施加是通过电动机（6）自动进行的，该电动机装在机身上，电动机的转动由减速器传动到连杆（13）上，连杆下降时试验力经大杠杆（14），小杠杆（16），压轴（18）机构部件简述及主轴衬套传至压头。压轴部件是由弹簧（19）、压轴（18）、主轴衬套（20）等零件组成的，弹簧在非工作状态下将主轴衬套靠在主轴座上，并使压轴紧靠在小杠杆中间的刀刃支承上，从而保持压轴的精确位置。当试样与压头接触时主轴衬套被顶起，这样确定压轴工作进的位置，保证了试样与压头中心对准。减速器是由两级蜗轮机构组成，传动比均为1：40，故总传动比I：40*40=1600。曲柄（11）的转动是由减速器带动的，由曲柄连杆、叉形摇杆（12）组成连杆机构，在电动机反转后连杆重新升起，试验力从压轴上卸除。换向开并关是控制电动机转向的装置，以使加卸试验力时自动进行。图4零部件示意图1.丝杠座2.丝杠3.工作台4.螺母5.定位器6.电机7.转动手轮8.换向开关9.机身10.砝码11.曲柄12.叉形开关13.连杆14.大杠杆15.吊环16.小杠杆17.刀垫18.压轴19.弹簧20.主轴衬套硬度计的工作环境应干燥清洁、没有腐蚀性气体。硬度计的工作环境应无来自外界的机械振动。硬度计的工作环境温度应在10-30ºC之间。试验台（自备）应以水泥或金属为基体，具有一定的刚度和强度，能够承载硬度计及其附件；台面应如图5（图中尺寸仅供参考）所示，带有φ70毫米的孔以供丝杠通过；整个台面的水平度要在0.2/1000之内。硬度计的周围应留有适当的空间，以进行必要安装、维修、调试等工作。图5试验台示意图1.使用工具将外包装箱上包装带B取下（见图6）2.用钳子等工具将固定箱壳和底座的木螺钉取下，将箱壳向上抽出。3.取出资料袋，检查资料袋，袋中应有使用手册（含装箱单、合格证）。4.用扳手卸开固定的附件箱包装钩子上的螺母，取下包装钩子、附件箱。清查附件箱中的物品，并对照装箱单核实是否相符。用扳手卸开固定的砝码盒包装钩子上的螺母，取下包装钩子5.用扳手卸开固定的放大镜包装钩子上的螺母，取下包装钩子6.取下硬度计上的防尘罩。7.用扳手取下固定硬度计与包装箱底座的4个底角螺栓。拆箱搬运准备工作拆箱.图6拆箱示意图不要试图一个人搬运硬度计，由于设备较重，操作不当会造成硬度计损坏及人身伤害。因此需要两个或两个以上有操作经验的人，才能移动本机。硬度计搬运时，压头与丝杠之间的轴线与竖直方向的倾斜度不得超过15º。硬度计搬运时，搬运者与硬度计的接触位置仅限机身的外表面外，其余各面及硬度计其它零部件请勿接触，以免影响本机精度。硬度计搬运时，应轻起轻放，避免引起磕碰冲击。搬运注意事项硬度计安装调整前，应准备好扳手、水准仪、大平工作台等。1.把硬度计安置在准备好的试验台上，硬度计的丝杠落入试验台的孔中。2.用板手松开U形钩子螺母，卸下U形钩子（见图7）。3.取下楔木及垫木。4.将大杠杆上包装纸取下。图7拆除大杠杆示意图图8拆除压头垫块5．拆除压头垫块：逆时针转动手轮，使丝杠下降后，再拿下压头垫块(见图8)。如果转动手轮，丝杠不下降，手轮却随丝杠上升，垫块无法取下，有可能是在运输过程中，丝杠与丝杠座（在手轮下方，与丝杠外圆配合）粘结在一起。排除方法如下：逆时针转动手轮上升20毫米左右，用力下压手轮，使丝杠与丝杠座脱离即可。6．卸下丝杠外面的保护套,用煤油将丝杠、手轮等处的防锈油洗净，丝杠与手轮接触部位滴入适量润滑油，重新将丝杠保护套装好。7．大平工作台装在丝杠上端孔内,再将水平仪放在工作台，可用金属垫片垫在机身底面，使前后左右两个方向的水平度在0.2/1000之内。安装调试1．选择压头（见表4）表4布氏硬度试验钢球直径与负荷选择表材料硬度范围试样厚度负荷F与钢球D之比钢球直径（mm）负荷F（Kgf）保荷时间（S）黑色金属140-650＞6F/D2=30103000126-35750＜32.5187.5黑色金属＜140＞6F/D2=30103000306-35750＜32.5187.5有色金属及合金(铜黄铜及其它)31.8-140＞6F/D2=10101000306-35250＜32.562.5有色金属及合金(铝轴承合金)8-35＞6F/D2=2.510250606-3562.5＜32.515.6（1）选择压头：从表中可以看到,布氏硬试验的钢球及负荷是可以任意选择的,但是,对于同一试样,采用不同直径的钢球及不同的负荷,要得到相同的硬度值,或者说,要获得可以比较的结果,如表(4),只有在负荷与钢球直径的平方之比为一常数时才可能。（2）清洗：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。2．安装压头（1）装上压头，并用螺钉轻轻预紧。（2）将标准块放置在工作台上。（3）将砝码吊架挂在大杠杆尾部刀刃上。（4）旋转手轮加上试验力，至手轮与螺母相对滑动。（5）将压头紧定螺钉压紧于固定杆之扁平处，即可完成安装。3．接线：按图（10）自电压220/380伏的三相交流电源，通过闸刀开关，将电线接于后盖处的外露3根引出线上，并将地线接于机身后端的螺钉上。扭紧机身右侧固定螺钉，打开电源开关，启动按钮开关后，检查减速器曲柄的回转方向，如果圆盘是搂顺时针方向回转（观察机身右侧之固定螺钉）则表示接线的相序正确，如果回转方向相反，应立即停机，改变相序，否则将造成事故。4.择试验力：（1）按表（4）选择试验力。选用的试验力为187.5千克力时，将砝码吊架使用使用前的准备挂在大杠杆尾部刀刃上即可，若加上62.5千克力的砝码就形成250千克的试验力，再加上500千克的砝码便形成750千克的试验力，以此类推。（2）选择试验力的保荷时间；按表（4）选择好试验力的保荷时间，将机身右侧的固定螺钉松开，把圆盘内的弹簧定位器旋转到所需的时间。图10电器原理图位置上（圆盘红标志与名牌上的时间标志12秒30秒或60秒相对应），固定螺钉松开的程度应能保证圆盘作自由回转即可。5.试样应满足以下要求：a)试样应制成光滑平面，使压痕边缘足够清晰，保证压痕测量的准确性，试样表面应无氧化层油污及表面缺陷等，制备试样时，不应使试样表面因受热或加工硬化而改变其硬度。b)应保证试验面与支承面的平行性，以及试验面的水平，保证负荷垂直作用于试样表面。c)试样厚度不小于压痕深度的10倍，如有关技术条件另有规定时，则其厚度不小于压痕深度的8倍，压入深度h=0.102F/πDHBW,试验后，试样边缘及背面呈现变形痕迹时，则试验无效。应选用较小的钢球及相应的负荷重新试验。d)压痕中心与试样边缘的距离不应小于压痕直径的2.5倍，两相邻压痕中心的距离不小于压痕直径的4倍，对于软金属，这个距离还应适当加大。e)试验后压痕直径的大小应在0.24D＜d＜0.6D，如不符合上述条件时，试验结果认为无效，此时应选择相应的试验力重新试验。f)试验时，必须保证压头轴线与试样或试件的试验平面垂直，试验过程中试验加卸应平稳、无冲击无震动。g)压痕直径应从两个相互垂直方向测量，并取其算术平均值，压痕两直径之差应不超过较小直径的2%。1.将丝杠顶面及工作台的上下端面擦干净,将工作台置于丝杠安装孔中。应根据工件的大小选用适当的工作台。2.将试件支承面擦示干净，放置于工作台上，旋转手轮使工作台缓慢上升，试样与压头接触直至手轮与螺母产生相对滑动。3.打开电源，接通电源，此时电源指示灯燃亮。然后启动按钮开关，立即作好拧紧机身右侧固定螺钉的准备，在保荷指示灯燃亮的同时迅速拧紧，使圆盘随曲柄一起回转直至自动反向和停止转动为止。从保荷指示灯燃亮到熄灭为试验力保持时间。4.检查并确定试验结果：试验结束后，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，将测得结果查表得出试样硬度值。5.读数显微镜：有关读数镜的使用，请阅读读数显微镜使说明书。用此显微镜测定压痕读数时的光源必须注意，通常以中午的自然光