金属布氏硬度计的测量精度如何校准？

一、校准前的准备

1. 所需工具和设备

2. 环境要求

• 温度：23±5℃（避免温度波动影响材料性能和设备精度）；

• 湿度：≤75%RH；

• 振动和电磁干扰：远离振动源和强电磁场。

二、校准项目及方法

1. 设备安装水平校准

• 步骤：

1. 将水平仪放置在硬度计底座或工作台面上，调整地脚螺栓，使水平仪气泡居中；

2. 旋转水平仪 90°，重复调整，直至两个方向水平度均符合要求（≤0.2mm/m）。

2. 试验力校准

• 目的：确保施加的试验力（如 62.5kgf、3000kgf 等）与标称值一致，误差在 ±1% 以内。

• 方法：

• 砝码直接校准（适用于杠杆式硬度计）：

• 测力仪校准（适用于电子加载式硬度计）：

1. 将测力仪安装在硬度计压头与载物台之间；

2. 施加试验力，读取测力仪显示值，与标称值对比。

3. 卸下砝码，用高精度天平称量每个砝码的实际质量（含挂钩）；

4. 计算试验力理论值 \(F = m \times g\)（m 为砝码质量，g 为重力加速度，取 9.80665N/kg）；

5. 允许误差：试验力标称值的 ±1%（如 3000kgf 试验力，允许误差 ±30kgf）。

3. 压头校准

• 目的：确保压头球径和表面粗糙度符合标准（如 10mm 压头直径偏差≤±0.002mm，表面粗糙度 Ra≤0.2μm）。

• 方法：

1. 用光学投影仪或工具显微镜测量压头球径，在圆周上取至少 3 个不同位置，取平均值；

2. 用表面粗糙度测量仪检测压头表面粗糙度，确保无划痕、磨损或锈蚀。

4. 压痕测量系统校准

• 目的：校准读数显微镜或图像测量系统的测量精度（误差≤±0.01mm）。

• 方法：

1. 使用标准刻线尺（精度≥0.001mm）校准显微镜的刻度值；

2. 测量标准刻线尺上的已知间距，计算放大倍数误差，调整至符合要求。

5. 综合精度校准（用标准硬度块）

• 目的：验证硬度计整体测量精度（示值误差和重复性）。

• 步骤：

• 示值误差：单个测量值与标称值的偏差≤±3%（或按标准块证书要求）；

• 重复性：3 个测量值的最大差值≤3%（或按标准块证书要求）。

1. 选择 3 块标准硬度块，覆盖低、中、高硬度范围（如 HB 100、HB 200、HB 300）；

2. 在每块标准块上均匀选取 3 个位置，按标准方法进行布氏硬度试验；

3. 测量每个压痕的直径，计算硬度值，与标准块标称值对比：

三、校准结果处理

1. 记录与证书：

• 详细记录校准过程中的数据（如试验力、压头球径、标准块测量值等）；

• 校准合格后，出具校准证书，标注校准日期、有效期（通常 1 年）和下次校准时间。

2. 调整与维修：

• 若试验力超差，检查砝码质量、杠杆系统支点磨损情况，调整或更换部件；

• 若压痕测量误差超差，重新校准显微镜放大倍数或更换光学系统；

• 若标准块测量结果超差且无法通过调整解决，需联系专业计量机构检修。

四、注意事项

1. 标准块使用规范：

• 标准块只能用于校准，不可用于日常检测；

• 避免在标准块同一位置重复试验（压痕间距应≥3d，d 为压痕直径）。

2. 人员要求：

• 校准人员需具备计量校准资质，熟悉布氏硬度试验原理和设备结构。

3. 定期校准频率：

• 常规校准周期为 1 年；

• 若设备搬迁、大修或测量结果异常时，需重新校准。