布氏硬度計打壓不準怎么回事

布氏硬度計打壓不準怎么回事

一、試驗力不準確（核心影響因素）

• 可能原因：
  1. 砝碼系統異常：
     • 砝碼磨損、銹蝕或添加錯誤（如選錯砝碼組合，導致實際試驗力與設定值不符，例如需 1000kg 力卻用了 500kg 砝碼）。
     • 砝碼懸掛機構松動、變形，導致砝碼實際加載力不足。
  2. 杠桿系統失衡：
     • 杠桿支點磨損、變形，或杠桿本身彎曲，導致力值傳遞比例錯誤（布氏硬度計多通過杠桿放大砝碼重力獲得試驗力）。
     • 杠桿配重塊位置偏移，破壞力值平衡。
  3. 液壓系統故障（液壓式硬度計）：
     • 油泵漏油、密封圈老化，導致壓力無法穩定建立，試驗力不足或波動。
     • 液壓油不足、雜質過多，影響壓力傳遞精度。
  4. 加載速度異常：
     • 加載過快或過慢（標準要求 “平穩加載，避免沖擊”），導致實際作用在試樣上的力與設定值偏差（尤其脆性材料，沖擊加載會導致壓痕異常）。
• 解決辦法：
  • 檢查砝碼：清理砝碼表面銹蝕，核對砝碼組合是否與設定試驗力匹配（如 10mm 球壓頭測鋼時，常用 250kg、500kg、1000kg 力，需對應不同砝碼組合）；若磨損嚴重，更換標準砝碼。
  • 校準杠桿：松開杠桿固定螺絲，調整支點位置或配重塊，確保杠桿水平平衡（可通過水平儀輔助）；磨損嚴重時更換杠桿組件。
  • 維修液壓系統：更換老化密封圈，補充 / 更換清潔液壓油（按設備說明書型號），檢查油泵是否正常加壓（可通過壓力表觀察壓力是否穩定）。
  • 控制加載速度：通過調節液壓閥或機械阻尼裝置，確保加載過程平穩（通常從接觸試樣到達到設定力的時間為 2-8 秒）。

二、壓頭問題（直接影響壓痕形態）

• 可能原因：
  1. 壓頭磨損或損壞：
     • 硬質合金球（常用）表面有裂紋、凹陷或磨損，導致壓痕形狀不規則（如橢圓、邊緣毛糙），測量直徑時誤差增大。
     • 鋼球壓頭（用于軟材料）變形、失圓，或鍍層脫落（如鍍鉻層磨損，導致實際直徑變?。?
  2. 壓頭安裝不當：
     • 壓頭未擰緊，加載時松動，導致壓痕偏移或傾斜。
     • 壓頭軸線與試樣表面不垂直（即壓頭歪斜），壓痕呈橢圓而非正圓，直徑測量失真。
• 解決辦法：
  • 檢查壓頭：用顯微鏡觀察壓頭表面，若有磨損、裂紋，直接更換同規格壓頭（如 Φ10mm、Φ5mm 硬質合金球）；更換后需確認壓頭直徑符合標準（可通過校準塊檢測）。
  • 規范安裝：用專用扳手擰緊壓頭（避免過緊損壞螺紋），安裝后通過 “空壓” 測試（不加試樣，輕載壓下）觀察壓頭是否垂直（可在工作臺放平鏡，觀察壓頭倒影是否居中）。

三、試樣狀態不符合要求

• 可能原因：
  1. 表面不平整或有缺陷：
     • 試樣表面有氧化皮、銹跡、油污或劃痕，壓頭無法均勻壓入，壓痕邊緣模糊。
     • 表面粗糙度太高（如 Ra>3.2μm），壓痕直徑測量時難以找準邊緣。
  2. 試樣厚度不足：
     • 試樣厚度小于壓痕深度的 10 倍（標準要求），壓入時試樣發生整體變形（而非局部塑性變形），導致壓痕偏大，硬度值偏低。
  3. 夾持不穩或放置傾斜：
     • 試樣未固定，加載時滑動或翹起，壓痕歪斜。
     • 試樣放置不水平，壓頭與表面不垂直，壓痕呈橢圓。
• 解決辦法：
  • 預處理試樣：用砂紙打磨（從粗到細，如從 120 目到 600 目）去除氧化皮和缺陷，確保表面平整、清潔（可用酒精擦拭）；粗糙度需符合標準（軟材料 Ra≤1.6μm，硬材料 Ra≤3.2μm）。
  • 檢查厚度：用卡尺測量試樣厚度，確?！?0 倍壓痕深度（估算：壓痕深度≈0.1× 壓痕直徑，如 d=5mm，則厚度需≥5mm），不足時更換厚試樣或降低試驗力。
  • 穩固夾持：用夾具固定試樣（尤其小尺寸試樣），通過工作臺水平儀調整試樣水平，確保壓頭垂直作用。

四、設備機械結構異常

• 可能原因：
  1. 工作臺不水平：
     • 工作臺面傾斜，導致試樣表面與壓頭不垂直，壓痕橢圓化。
  2. 主軸間隙過大：
     • 主軸（安裝壓頭的軸）磨損，徑向或軸向間隙過大，加載時壓頭晃動，壓痕位置偏移。
  3. 升降機構卡滯：
     • 手動 / 電動升降螺桿潤滑不足、有雜質，導致工作臺升降不平穩，試樣與壓頭接觸時產生沖擊。
• 解決辦法：
  • 調平工作臺：通過調節設備底部地腳螺絲，配合水平儀（放置在工作臺面），使工作臺處于水平狀態（水平儀氣泡居中）。
  • 維修主軸：拆解主軸組件，清理雜質，更換磨損的軸承或軸套，確保主軸無明顯晃動（可手動轉動主軸感受間隙）。
  • 保養升降機構：定期清理升降螺桿，涂抹專用潤滑脂（如鋰基脂），確保升降順暢無卡滯。

五、操作流程不規范

• 可能原因：
  1. 保壓時間不符：
     • 未按標準保壓（如黑色金屬保壓 10-15 秒，有色金屬保壓 30 秒，軟金屬保壓 60 秒），保壓過短導致壓痕未穩定，結果偏低；過長可能因材料蠕變導致壓痕偏大，結果偏低。
  2. 壓痕直徑測量錯誤：
     • 用讀數顯微鏡測量時，未找準壓痕邊緣（如誤讀邊緣毛刺為壓痕邊界），或只測一個方向直徑（未測垂直方向取平均值，導致橢圓壓痕誤差）。
  3. 試驗力與壓頭匹配錯誤：
     • 未按標準選擇 “試驗力（F）- 壓頭直徑（D）” 組合（如測硬度≤450HBW 的鋼，常用 10mm 球 + 3000kg 力；測軟金屬用 5mm 球 + 250kg 力），導致壓痕過深或過淺，超出測量范圍。
• 解決辦法：
  • 嚴格保壓：使用帶定時功能的設備，或用秒表計時，確保保壓時間符合標準（參考 GB/T 231.1 或 ASTM E10）。
  • 規范測量：測量壓痕時，在相互垂直的兩個方向各測一次直徑，取平均值；若壓痕邊緣模糊，重新打磨試樣后測試。
  • 正確匹配參數：根據試樣材料硬度，按標準選擇 F/D2 比值（常用 30、15、5），例如：
    • 鋼、鑄鐵：F/D2=30（如 D=10mm 時 F=3000kg）；
    • 銅合金：F/D2=15（如 D=5mm 時 F=375kg）；
    • 鋁合金、軟金屬：F/D2=5（如 D=2.5mm 時 F=31.25kg）。

六、設備未定期校準或老化

• 可能原因：
  長期未校準（建議每年至少校準一次），或核心部件（如力值傳感器、杠桿）老化，導致整體精度下降。
• 解決辦法：
  • 定期校準：聯系有資質的計量機構，用標準硬度塊（如已知硬度的淬火鋼塊）校準，確認設備測量值與標準塊偏差在允許范圍內（通常 ±3%）。
  • 更換老化部件：若校準后偏差仍超標，排查并更換嚴重老化的部件（如杠桿、砝碼、壓頭座）。