維氏硬度計(jì)
維氏硬度計(jì)的試驗(yàn)力比較多,只要工件表面的粗糙度符合標(biāo)準(zhǔn),維氏硬度計(jì)都可以檢測。維氏硬度計(jì)通過步進(jìn)電機(jī),對工件表面進(jìn)行打壓,之后再由讀數(shù)顯微鏡測量壓痕的對角線的長度。之后利用對角線及試驗(yàn)力的一個(gè)換算關(guān)系來測得維氏硬度。另外可以安裝維氏硬度計(jì)測量軟件,通過電腦顯示屏來顯示圖像,操作測量硬度值更方便和快捷。
維氏硬度計(jì)用途
維氏硬度試驗(yàn)主要用于材料研究和科學(xué)試驗(yàn)方面小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn),主要用于測試小型精密零件的硬度,表面硬化層硬度和有效硬化層深度,鍍層的表面硬度,薄片材料和細(xì)線材的硬度,刀刃附近的硬度,牙科材料的硬度等。由于試驗(yàn)力很小,壓痕也很小,試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗(yàn)主要用于金屬學(xué)和金相學(xué)研究,用于測定金屬組織中各組成相的硬度,用于研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗(yàn)還用于極小或極薄零件的測試,零件厚度可薄至3μm。
廣泛應(yīng)用于測定微小、薄形試件、表面滲鍍層等試件的顯微硬度和測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬的材料的努氏硬度,是科研機(jī)構(gòu)、工廠及質(zhì)監(jiān)部門進(jìn)行材料研究和檢測的理想硬度測試儀器。適用范圍:熱處理、碳化、淬火硬化層,表面覆層,鋼,有色金屬和微小及薄形零件等。配備努氏壓頭后能測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬材料的努氏硬度。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理
維氏硬度計(jì)以49.03~980.7N的負(fù)荷,將相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規(guī)定時(shí)間后,用測量壓痕對角線長度,再按公式來計(jì)算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度,試驗(yàn)負(fù)荷﹤1.949.03N,它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定;顯微維氏硬度,試驗(yàn)負(fù)荷﹤1.961N,適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。
試驗(yàn)力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。
維氏硬度值計(jì)算公式:HV = 常數(shù)×試驗(yàn)力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………式中:HV ――― 維氏硬度符號;F ――― 試驗(yàn)力(單位N);d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術(shù)平均值(單位mm)。實(shí)用中是根據(jù)對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020~1.400mm。見上面維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理圖示。
維氏硬度計(jì)分類
1、從力值上分:
● 顯微硬度計(jì):指施加力值小于2公斤的維氏硬度計(jì),(比如:MC010-HV-1000);
● 維氏硬度計(jì):指施加力值大于2公斤而小于120公斤的維氏硬度計(jì),(比如:MC010-HVS-50);
2、從力值施加方式上分:
● 砝碼加載的維氏硬度計(jì):比如MC010-HVST-30Z;
● 全功能維氏硬度計(jì)
● 電子加載的維氏硬度計(jì):比如MC010-HVSD-50Z;
3、從測試顯示方式上分:
● 普通維氏硬度計(jì):比如MC010-HV-5;
● 數(shù)顯維氏硬度計(jì):比如MC010-HVS-20;
● 自動轉(zhuǎn)塔維氏硬度計(jì):比如MC010-HV-30Z;
● 數(shù)顯自動轉(zhuǎn)塔維氏硬度計(jì):比如MC010-HVS-5Z;
● 全功能維氏硬度計(jì):比如MC010-HVST-50Z;
● 維氏硬度測量分析系統(tǒng):比如HMAS測量控制系統(tǒng)
4、從力值檔位上分:
● 五檔力維氏硬度計(jì),比如:MC010-HV-10Z
● 八檔力維氏硬度計(jì),比如:JSJTC-2010-50
維氏硬度計(jì)表示方法
維氏硬度計(jì)表示為HV,維氏硬度符號HV前面的數(shù)值為硬度值,后面為試驗(yàn)力值。常見的有HV5,HV10,HV20,HV30,HV50和HV100標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)保持時(shí)間為10~15S。但對于有色金屬則不能小于30秒,如果選用的時(shí)間超出這一范圍,在力值后面還要注上保持時(shí)間。
例如:
300HV30—表示采用294.2N(30kg)的試驗(yàn)力,保持時(shí)間10~15S時(shí)得到的硬度值為300。
450HV30/25—表示采用294.2N(30kg)的試驗(yàn)力,保持時(shí)間25S時(shí)得到的硬度值為450。
維氏硬度計(jì)工作環(huán)境
● 在室溫10~35℃的范圍內(nèi);
● 在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上水平安裝;
● 在無震動的環(huán)境中;
● 周圍無腐蝕性介質(zhì);
● 室內(nèi)相對濕度不大于65%。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)
1、優(yōu)點(diǎn):
維氏硬度計(jì)用于較薄的維氏硬度值測量。采用正四棱錐體金剛石壓頭,在試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面,保持規(guī)定時(shí)間后,卸除試驗(yàn)力,測量試樣表面壓痕對角線長度。維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的壓痕是正方形,輪廓清晰,對角線測量準(zhǔn)確,因此維氏硬度試驗(yàn)是常用硬度試驗(yàn)方法中精度*的,同時(shí)它的重復(fù)性也很好,這一點(diǎn)比布氏硬度計(jì)*。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)測量范圍寬廣,從很軟的材料(幾個(gè)維氏硬度單位)到很硬的材料(3000個(gè)維氏硬度單位)都可測量。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)很大的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度值與試驗(yàn)力的大小無關(guān),只要是硬度均勻的材料,可以任意選擇試驗(yàn)力,其硬度值不變。這就相當(dāng)于在一個(gè)很寬廣的硬度范圍內(nèi)具有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)尺。這一點(diǎn)又比洛氏硬度試驗(yàn)來得*。
在中、低硬度值范圍內(nèi),在同一均勻材料上,維氏硬度試驗(yàn)和布氏硬度試驗(yàn)結(jié)果會得到近似的硬度值。維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的試驗(yàn)力可以小到10gF,壓痕非常小,特別適合測試薄小材料。
2、缺點(diǎn)
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)效率低,要求較高的試驗(yàn)技術(shù),對于試樣表面的光潔度要求較高,通常需要制作專門的試樣,操作麻煩費(fèi)時(shí),通常只在實(shí)驗(yàn)室中使用。
維氏硬度計(jì)技術(shù)特征:
維氏硬度計(jì)是采用精密機(jī)械技術(shù)、光電技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)和材料硬度分析軟件的新型維氏和努普硬度測試儀器。電腦全功能維氏硬度計(jì)外觀新穎,采用微機(jī)控制,通過軟件鍵輸入,能調(diào)節(jié)測量光源強(qiáng)弱,預(yù)置試驗(yàn)力保持時(shí)間、維氏和努氏試驗(yàn)方法切換、文件號與儲存等。在軟鍵面板上的LCD大顯示屏能顯示試驗(yàn)方式、試驗(yàn)力、壓痕測量長度、硬度值、試驗(yàn)力保持時(shí)間、測量次數(shù)并能鍵入年、月、日,試驗(yàn)結(jié)果可通過微型打印機(jī)輸出,也可通過RS232接口與計(jì)算機(jī)連網(wǎng)。通過面板輸入測量壓痕對角線長度、屏幕直接讀出硬度值,簡便了查表的繁瑣。電腦全功能維氏硬度計(jì)采用*的壓痕測量轉(zhuǎn)換和測微目鏡一次測量讀數(shù)機(jī)構(gòu)。使用方便,測量精度高。電腦全功能維氏硬度計(jì)配置的自動轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)讓測量過程更加自動化,測量速度和效率更加快捷方便.電腦全功能維氏硬度計(jì)能對所測壓痕和材料金相組織進(jìn)行拍攝,數(shù)據(jù)分析以及讀取,使測量過程更加方便快捷。
例如:30公斤維氏硬度計(jì)
技術(shù)參數(shù):
● 試驗(yàn)力:2Kgf、5Kgf、8Kgf、10Kgf、12Kgf、15Kgf、20Kgf、30Kgf
● 硬度符號:HV2、HV5、HV8、HV10、HV12、HV15、HV20、HV30
● 試驗(yàn)力施加方法:自動加卸試驗(yàn)力
● 測量顯微鏡放大倍率:100X
● 試驗(yàn)力保荷時(shí)間:0~60s(1格為1秒,任意設(shè)定)
● 最小檢測單位:1μm
● 試件高度:150mm
● 壓頭中心到機(jī)壁距離:130mm
● 主機(jī)重量:約38Kg
● 電源:AC220V/50Hz
● 外形尺寸(長×寬×高):452×200×620mm
標(biāo)準(zhǔn)附件:
● 主機(jī)(包括自動轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu))
● 圖像處理系統(tǒng):1套
● 砝碼:3只
● 大、中、“V”試臺:各1只
● 水平調(diào)節(jié)螺釘:4只
● 10×測微目鏡:1只
● 10×物鏡:1只
● 維氏硬度塊:各1塊(高、中各一塊)
● 維氏壓頭:1只
● 備用保險(xiǎn)絲:2只(1A)
● 電源線:1根
● 產(chǎn)品合格證:1份
● 產(chǎn)品保修卡:1份
● 產(chǎn)品使用說明書:1份
維氏硬度計(jì)常見故障與調(diào)修
硬度計(jì)的種類較多,在工礦企事業(yè)和科研單位中應(yīng)用很普遍的以金屬洛氏、布氏、維氏硬度計(jì)為主,其中金屬洛氏和金屬布氏硬度計(jì)相對于金屬維氏硬度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單。常見故障的調(diào)修并不是很困難。下面就金屬維氏硬度計(jì)常見故障調(diào)修介紹如下。
根據(jù)多年來的工作實(shí)踐,在檢定和修理工作開始前應(yīng)先從調(diào)整工作臺的水平入手,然后觀察主軸、杠桿、升降絲桿、緩沖機(jī)構(gòu)及測量裝置是否正常、靈活。保證對設(shè)備性能有一基本了解。然后再針對出現(xiàn)的情況逐一解決。
(1)加荷指示燈、測量顯微鏡燈不亮
首先檢查電源是否接好,然后檢查開關(guān)、燈泡等。如排除這些因素后還不亮,就要看看負(fù)荷是否全部加上或簧片開關(guān)是否正常。排除之后仍不正常,就必須從線路(電路)入手逐步排查。
(2)測量顯微鏡內(nèi)渾濁,看不到或看不清壓痕
這應(yīng)從調(diào)整顯微鏡焦距和燈光入手,調(diào)整之后仍不清楚,則應(yīng)分別轉(zhuǎn)動物鏡和目鏡,并分別移動鏡內(nèi)帶虛線、實(shí)線、刻線的三塊平鏡,仔細(xì)觀察問題出在哪一塊鏡面上,然后卸下,用長纖脫脂棉沾*擦洗干凈,按相反順序裝好后觀測,如仍未解決,則送修或更換測微顯微鏡。
(3)壓痕不在視場內(nèi)或稍轉(zhuǎn)動工作臺,壓痕位置變化很大
出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭、測量顯微鏡、工作臺三者軸心不同造成的。由于壓頭固定在工作軸底端,因此按以下順序分別調(diào)整。①調(diào)整主軸下端的活動間隙,以導(dǎo)向座下端面不直接接觸主軸錐面為準(zhǔn);②調(diào)整轉(zhuǎn)軸側(cè)面螺釘使工作軸和主軸同(軸)心,調(diào)好后,在試塊上壓出一壓痕,觀察其在顯微鏡中位置,并記錄;③輕輕轉(zhuǎn)動工作臺(保證試塊在工作臺上不移動)在顯微鏡下找出試塊上不轉(zhuǎn)動的一個(gè)點(diǎn),此點(diǎn)即為工作臺軸心;④稍松開升降絲桿壓板上的螺釘和底部螺絲,輕移整個(gè)升降絲桿,使工作臺軸心與測量顯微鏡中記下壓痕的位置重合,然后固緊壓板螺釘和調(diào)整螺絲,壓出一壓痕相互對照。重復(fù)以上步驟,直至*重合為止。
(4)檢定時(shí)示值超差的原因及解決辦法
①測量顯微鏡標(biāo)尺不準(zhǔn)。用標(biāo)準(zhǔn)測微尺進(jìn)行檢查。如不準(zhǔn)可送修或更換。
②金剛石壓頭缺損。用80倍立體顯微鏡觀察,看其是否符合金剛石壓頭檢定規(guī)程規(guī)定。如有缺損更換壓頭。
③負(fù)(載)荷超出規(guī)程要求或負(fù)荷不穩(wěn),用小負(fù)荷三等標(biāo)準(zhǔn)測力計(jì)檢查。如負(fù)荷超出要求(±1.0%)但方向一致,這種情況是杠桿比例發(fā)生變化,可松開主軸保護(hù)帽,轉(zhuǎn)動力點(diǎn)觸頭,調(diào)整載荷(杠桿比),調(diào)整好后固緊。如載荷不穩(wěn),可能是力點(diǎn)刀刃變鈍、支點(diǎn)鋼球磨損或工作軸與主軸不同心、工作軸內(nèi)有較大摩擦等原因造成。這時(shí)檢查刀刃及鋼球,如變鈍或磨損,應(yīng)修整或更換。檢查工作軸并清洗,一定要注意配齊軸周鋼球,同(軸)心的調(diào)整見步驟3。
(5)加荷時(shí)有沖擊現(xiàn)象
這種情況的發(fā)生與緩沖器油太少或油太臟有關(guān)。加滿油或清洗緩沖器后一般就可解決。
故障類型:
● 加荷指示燈、測量燈不亮的故障;
● 測量顯微鏡內(nèi)渾濁,看不到或者看不清壓痕;
● 壓痕不在神志內(nèi)或稍轉(zhuǎn)動工作臺,壓痕位置變化比較大。
解決方法:
● 首先要檢查電源是否接好,然后再檢查開關(guān),燈泡等,如果排除這些因素還是不亮的話,就要看看負(fù)荷是否全部加上或者簧片開關(guān)是否正常。
● 這要從調(diào)整顯微鏡焦躁和燈光入手,調(diào)整之后仍然不清楚,則要分別轉(zhuǎn)動物鏡和目鏡,并分別移動鏡內(nèi)帶虛線、實(shí)線、刻線的三塊平鏡,仔細(xì)的觀察問題出在哪一塊鏡面上,然后卸下,用張纖脫脂棉沾*擦拭干凈。
● 對于出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭,測量顯微鏡、工作臺三者軸心不同所造成的,只要按照說明書按順序分別調(diào)整下就可以了。