靜態(tài)加力的便攜式布氏硬度計(jì)介紹
靜態(tài)加力的便攜式布氏硬度計(jì)包括C型布氏硬度計(jì)、液壓式布氏硬度計(jì)及磁吸式布氏硬度計(jì)。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E110及中國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 4285《采用便攜式硬度計(jì)測(cè)試金屬壓痕硬度的試驗(yàn)方法》規(guī)定了這些硬度計(jì)。正在起草的國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范JJF××××《攜帶式布氏硬度計(jì)》規(guī)定了對(duì)這些硬度計(jì)的校準(zhǔn)方法。
一、C型布氏硬度計(jì)
C型布氏硬度計(jì)主框架呈C型結(jié)構(gòu)，如圖所示。這種儀器是通過(guò)一個(gè)連接在手輪上的螺桿和一個(gè)已校準(zhǔn)的彈性體施加試驗(yàn)力，用一個(gè)指示表測(cè)量彈性體的變形量來(lái)確定試驗(yàn)力的大小。
C型布氏硬度計(jì)采用62.5 kg、125 kg、187.5 kg試驗(yàn)力，采用2.5 mm、5 mm硬質(zhì)合金球，試驗(yàn)方法符合GB/T 231.1，儀器示值誤差和重復(fù)性誤差符合GB/T 231.2。
C型布氏硬度計(jì)根據(jù)儀器開(kāi)口尺寸的不同，有2英寸~20英寸多種型號(hào)。
C型布氏硬度計(jì)體積小、重量輕、便于攜帶，試驗(yàn)方法和測(cè)試精度與臺(tái)式機(jī)相同，符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試結(jié)果真實(shí)、可靠。
C型布氏硬度計(jì)主要應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)品抽檢或攜帶外出做驗(yàn)收檢驗(yàn)。
二、液壓式布氏硬度計(jì)
液壓式布氏硬度計(jì)采用液壓原理，由手動(dòng)操作加力桿產(chǎn)生3000 kg試驗(yàn)力，硬度計(jì)的核心部件是一個(gè)小型液壓裝置，液壓裝置上有一個(gè)彈簧釋放閥用于控制試驗(yàn)力，一個(gè)壓力表用于指示試驗(yàn)力的大小。當(dāng)試驗(yàn)力達(dá)到3000 kg時(shí)，釋放閥打開(kāi)，壓力下降。按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E110的規(guī)定，要重復(fù)加力3~4次，讓壓力表指針3~4次達(dá)到3000 kg，以此等效布氏硬度試驗(yàn)方法中關(guān)于3000 kg、10 mm球、加力10~15秒的規(guī)定。通過(guò)光學(xué)儀器測(cè)出壓痕直徑，查表，得到布氏硬度值。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E110和中國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 4285《采用便攜式硬度計(jì)測(cè)試金屬壓痕硬度的試驗(yàn)方法》規(guī)定了這種液壓式布氏硬度計(jì)，正在起草的國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范JJF××××《攜帶式布氏硬度計(jì)》規(guī)定了這種儀器的校準(zhǔn)方法。
儀器可采用以下三種不同的方式使球壓頭與試件表面保持接觸。
方式一，將液壓裝置安裝到一個(gè)升降支架上，通過(guò)調(diào)整液壓裝置的高度來(lái)夾住不同厚度的工件，這種結(jié)構(gòu)適用于測(cè)試具有兩個(gè)平行面的工件，見(jiàn)圖升降式液壓布氏硬度計(jì)。
方式二，利用鏈條將液壓裝置固定在圓柱形工件上，這種結(jié)構(gòu)適用于測(cè)試管、軸等圓柱狀工件，見(jiàn)圖鏈?zhǔn)揭簤翰际嫌捕扔?jì)。
方式三，利用兩個(gè)磁力吸盤(pán)將液壓裝置吸附在具有較大平面的工件上，這種結(jié)構(gòu)適用于測(cè)試模具鋼塊、厚鋼板等具有較大平面的鋼鐵工件，見(jiàn)圖磁吸式液壓布氏硬度計(jì)。
液壓式布氏硬度計(jì)的重量在13.8~15.8 kg之間，其示值誤差和重復(fù)性誤差符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 231.2。
液壓式布氏硬度計(jì)可攜帶，操作簡(jiǎn)單，精度高，測(cè)試結(jié)果可靠，永久性布氏壓痕可準(zhǔn)確反映鑄鋼、鑄鐵、鍛件等粗大晶粒材料的真實(shí)硬度，測(cè)得的壓痕可用于復(fù)檢。
液壓式布氏硬度計(jì)非常適用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，適于對(duì)大型工件做逐件的硬度檢測(cè)。這種儀器是世界上迄今試驗(yàn)力最大的便攜式布氏硬度計(jì)，應(yīng)用十分廣泛，是國(guó)際貿(mào)易中被優(yōu)先選用的硬度檢測(cè)儀器，人們可以看到大冶特鋼、廣東富華等企業(yè)都有幾十臺(tái)這種儀器在現(xiàn)場(chǎng)使用。這種儀器的缺點(diǎn)是在現(xiàn)場(chǎng)頻繁使用后容易損壞，售后服務(wù)是個(gè)大問(wèn)題，另外儀器較重，勞動(dòng)強(qiáng)度較高。
三、磁力式布氏硬度計(jì)
磁力式布氏硬度計(jì)由兩個(gè)磁力吸盤(pán)和一個(gè)硬度測(cè)量頭組成。儀器利用磁吸力將硬度計(jì)固定在鋼鐵工件表面，只要接觸工件一側(cè)，即可完成測(cè)試。
磁力式硬度計(jì)有機(jī)械式和數(shù)字式兩種。
機(jī)械式磁力布氏硬度計(jì)
機(jī)械式磁力布氏硬度計(jì)如圖磁力式布氏硬度計(jì)所示，其測(cè)量頭與C型硬度計(jì)相似，也是通過(guò)一個(gè)連接到手輪上的螺桿和一個(gè)已校正的彈性體施加試驗(yàn)力，用指示表測(cè)量彈性體的變形量來(lái)確定試驗(yàn)力的大小。
電子式磁力布氏硬度計(jì)
電子式磁力布氏硬度計(jì)如圖數(shù)顯磁力式布氏硬度計(jì)所示，其測(cè)量頭內(nèi)有微處理器和力傳感器。儀器通過(guò)連接到手輪上的螺桿施加試驗(yàn)力，通過(guò)力傳感器測(cè)量試驗(yàn)力的大小，力值顯示在顯示器上。
磁力式布氏硬度計(jì)采用187.5 kg試驗(yàn)力，2.5 mm硬質(zhì)合金球，試驗(yàn)方法符合GB/T 231.1和YB/T 4285，測(cè)試精度符合GB/T231.2。正在起草的國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范JJF××××《攜帶式布氏硬度計(jì)》規(guī)定了這種儀器的校準(zhǔn)方法。
儀器可以在平面上測(cè)試，最小測(cè)量面積為長(zhǎng)180 mm×寬60 mm，厚度5 mm；儀器也可以在圓柱面上測(cè)試，最小試件直徑φ60 mm，長(zhǎng)度200 mm，厚度8 mm（管材）。
與機(jī)械式磁力布氏硬度計(jì)相比，電子式磁力布氏硬度計(jì)加力精度更高、穩(wěn)定性更好，布氏硬度測(cè)試結(jié)果與臺(tái)式硬度機(jī)相同。此外還可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊校正布氏硬度測(cè)試結(jié)果。
磁力式布氏硬度計(jì)的重量只有5公斤，很輕便，并且具有操作簡(jiǎn)單，快速檢測(cè)，高精度，高可靠性，誤差可現(xiàn)場(chǎng)校正等優(yōu)點(diǎn)。這種儀器非常適于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)大型、特大型工件硬度，只要工件上有一個(gè)可以吸上儀器的部位，任何形狀、任意大小的工件都可測(cè)試。