巴氏硬度計(巴柯爾硬度計)是一種壓痕式硬度計,最早產(chǎn)自美國。巴氏硬度計有三種型號,其中934-1型巴氏硬度計是代表型產(chǎn)品,應(yīng)用量較大,一般提到巴氏硬度計主要是指934-1型。
巴氏硬度計主要應(yīng)用于以下兩個領(lǐng)域:其一是鋁加工行業(yè),用于測試純鋁、較軟的鋁合金、較厚的鋁合金、鋁板帶、鋁型材、鋁棒、鋁鑄件、鋁鍛件及組裝好的鋁合金制品(鋁合金門窗、幕墻等)。
其二是玻璃鋼行業(yè),目前國內(nèi)多數(shù)玻璃鋼制品都要求測試巴氏硬度 。
原理與結(jié)構(gòu):
巴氏硬度計是一種壓痕硬度計, 它以規(guī)定形狀的壓針在標準彈簧壓力作用下壓入試樣表面, 以壓入的深度來表征試樣的硬度。
巴氏硬度可按下式計算:
式中 HBa為巴氏硬度符號
h是壓痕深度 ( mm)
0.0076是一個巴氏硬度值所代表的壓痕深度 ( mm)
巴氏硬度計的主要測量機構(gòu)安裝在框架上,滿度調(diào)整螺絲(針筒)內(nèi)是壓針,壓針上端是一個由負荷彈簧加載的主軸。負荷彈簧通過主軸施加千壓針的試驗力由負荷調(diào)整螺絲調(diào)節(jié)。測量時主軸隨壓針上下移動,通過杠桿使指示表指示出硬度讀數(shù)。裝于框架后部的支腳保證使壓針垂直千被測表面,左右兩片機殼保護內(nèi)部機構(gòu)不被損壞或改動。
硬度計在自由狀態(tài)時,壓針的針尖高出滿度調(diào)整螺絲端面0. 76mm, 相當于100分度。此時指示表指示零點。
技術(shù)參數(shù):
壓針:26°截頭圓錐,端面直徑0. 157mm。
量程:0- 100 Hba,有效測量范圍相當于25- 135 HBW
分辨率:0. 5 Hba
示值誤差:
81- 88 Hba 土1 HBa
42- 48 Hba 土2 HBa
重復性誤差:
81- 88 Hba 土1. 5 HBa
42- 48 Hba 土2. 5 HBa
使用方法:
零點檢查:檢查指示表指針是否指示零點,偏差應(yīng)在一格以內(nèi)。如果超差,應(yīng)與廠家聯(lián)系。
滿刻度檢查:將儀器置于堅硬平坦的表面上(例如玻璃板),加壓于機殼,使壓針全部退回到滿度調(diào)整螺絲內(nèi),此時指示表應(yīng)指示100士1。如果超差應(yīng)進行滿刻度校正。
示值檢查:將儀器附帶的硬度塊置于堅硬平坦的表面上測試硬度塊,兩個硬度塊的讀數(shù)都應(yīng)在其標示的硬度范圍內(nèi)。如果超差,應(yīng)進行示值校正。
試樣要求:
試樣表面應(yīng)光滑、清潔、無機械損傷,試樣表面可做輕度拋光以除去劃痕或涂層。
試樣厚度應(yīng)不小千1. 5mm , 測試后試樣支承面上不應(yīng)有明顯的變形痕跡。試樣尺寸還應(yīng)保證使壓針的針尖到任一邊緣的最小距離不小千3mm。
為了測試準確必須保證壓針與試樣表面垂直。因此,試樣應(yīng)有足夠大的面積應(yīng)盡量使儀器的支腳與壓針的針尖置于同一平面上。
如果由于試樣較小、較窄、彎曲等原因不能使壓針的針尖與支腳處于同一平面內(nèi),則可通過墊高支腳的辦法實現(xiàn)上述條件,另外應(yīng)注意支腳的兩個支撐面必須接觸同一表面。
應(yīng)確保在當前測試點上壓針周圍3mm內(nèi)沒有以前測試留下的舊壓痕。
試樣應(yīng)放置平穩(wěn),小塊試樣應(yīng)放置在堅硬穩(wěn)固的支撐面上(如鋼板、玻璃等)。試樣不應(yīng)翹起,測試過程中試樣不應(yīng)有任何移動或彈性變形 。
測試操作:
手握儀器,將儀器平穩(wěn)地放置在試樣上,平穩(wěn)快速施加足夠壓力,讀出指示表上的最大讀數(shù),精確到0.5刻度。這一讀數(shù)就是試樣的巴氏硬度值。測試時應(yīng)避免壓針受到?jīng)_擊或發(fā)生側(cè)向滑動,否則壓針容易損壞。
對于較軟材料,測試后讀數(shù)會逐漸降低,測試時應(yīng)快速讀數(shù),盡量讀取觀察到的最大讀數(shù)。
零點校正:
儀器的零點比較穩(wěn)定,一般不會發(fā)生變化。應(yīng)在制造廠的指導下完成零點校正,如果發(fā)生零點偏差,可聯(lián)系廠家咨詢。
滿刻度校正:
旋松機殼螺釘,打開機殼,取出主框架。利用隨機附帶的專用扳手,旋松鎖緊螺母,旋動滿度調(diào)整螺絲,旋松時指 示值降低,旋緊時指示值升高,調(diào)整后旋緊鎖緊螺母,重新在玻璃板上測試,指示值應(yīng)指到100土1 。如果還有偏差可重復上述操作,直至指示表指示100 士1時為止。
示值校正:
旋動帶有十字槽的負荷調(diào)整螺絲,旋緊時示值降低,旋松時示值升高。反復調(diào)整直至示值處于硬度塊標示的范圍內(nèi)。
對另一塊硬度塊進行測試,示值應(yīng)指示到硬度塊標示的硬度范圍內(nèi),如有偏差可做微調(diào)。校正好的儀器在“ 硬"、“ 軟" 兩個硬度塊上測試,讀數(shù)都應(yīng)在硬度塊標示的范圍內(nèi),如果做不到,說明壓針已經(jīng)磨損,應(yīng)更換新的壓針。
壓針的保護:
此硬度計的壓針是一個精密零件,由硬鋼制成,壓針的針尖被精確的加工到非常小的尺寸 , 使用時應(yīng)特別小心防止損壞。在壓針與被測物接觸時,應(yīng)小心平穩(wěn)地壓下儀器,應(yīng)避免發(fā)生滑動或擦傷 。在硬物上特別是粗糙硬物上的側(cè)向滑動會使壓針損壞 。本儀器的壓針沒有任何保修,請小心使用。如果壓針損壞應(yīng)及時更換 。每臺新儀器配置了2支備用壓針,不要嘗試將已損壞的壓針打磨后重新使用。
壓針的磨損:
隨著儀器的頻繁使用,壓針會發(fā)生微量的磨損。此時測量值會發(fā)生偏差,所以應(yīng)定期檢查壓針的磨損程度。
將儀器置于玻璃板上,壓下儀器,指示表應(yīng)指到滿刻度100 土1的位置,如果不是100 士1,說明壓針已發(fā)生磨損。在同一表面放上硬度塊,測試硬度塊,如果指示表的讀數(shù)不在硬度塊標示值的范圍內(nèi),也可以證明壓針發(fā)生了磨損。
壓針發(fā)生了磨損,應(yīng)對儀器進行校正,如果校正之后仍然不能同時使兩個硬度塊的測量讀數(shù)都在硬度塊標示的范圍內(nèi),則說明壓針已發(fā)生了較大磨損,壓針長度已小千允許的范圍,此時應(yīng)更換壓針。
巴氏硬度計934-1更換壓針后應(yīng)重新對儀器進行校正。
壓針的更換步驟如下:
1、取下機殼側(cè)面的緊固螺釘 。
2、扶住彈簧簡,保證它不掉下來,將儀器框架從機殼上方取出。
3、旋松負荷調(diào)整螺絲,直至螺絲的十字槽從框架上方凸出來。
4、將儀器倒置,注意防止彈簧和主軸掉下來,旋松鎖緊螺母,取下滿度調(diào)整螺絲。
5、取出舊壓針,換上新壓針,重新旋入滿度調(diào)整螺絲,使其從框架下部露出5mm。
6、在玻璃板上測試,讀出最大讀數(shù),注意不要過度加壓以免指針過度偏轉(zhuǎn),指針超過110刻度會使指示表損壞。調(diào)整滿度調(diào)整螺絲直至獲得讀數(shù)100 土1。
7、旋緊鎖緊螺母,重新檢查滿度值。
8、檢查并校正示值。
9、重新裝上儀器,檢查滿度值和示值。
本儀器帶有“高值" 和“低值" 兩個硬度塊,硬度塊由鋁及鋁合金制成。
硬度塊只可使用其有數(shù)值的正面,不可兩面使用,如果兩面使用硬度塊會得出錯誤的讀數(shù)。
測試硬度塊時應(yīng)避免在距離邊緣或舊壓痕3mm范圍內(nèi)測試,在舊壓痕附近取得的讀數(shù)會不準確。每臺儀器應(yīng)備有足夠的硬度塊。
測量次數(shù):
巴氏硬度計的誤差比布氏硬度計和洛氏硬度計稍大,為了減小測試誤差,應(yīng)采用多次測試取平均值的辦法。試樣越軟,測試次數(shù)就應(yīng)越多,對于復合材料,測試次數(shù)則應(yīng)更多。