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維氏硬度計
文章作者:handler 上傳更新:2018-05-02 05-17-34

維氏硬度計

          維氏硬度計的試驗力比較多,隻要工件表面的粗糙度符合标準,維氏硬度計都可以檢測。維氏硬度計通過步進電機,對工件表面進行打壓,之後再由讀數顯微鏡測量壓痕的對角線的長度。之後利用對角線及試驗力的一個換算關系來測得維氏硬度。另外可以安裝維氏硬度計測量軟件,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。


維氏硬度計用途

          維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學試驗方面小負荷維氏硬度試驗,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,薄片材料和細線材的硬度,刀刃附近的硬度,牙科材料的硬度等。由于試驗力很小,壓痕也很小,試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗主要用于金屬學和金相學研究,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。顯微維氏硬度試驗還用于極小或極薄零件的測試,零件厚度可薄至3μm。

          廣泛應用于測定微小、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,是科研機構、工廠及質監部門進行材料研究和檢測的理想硬度測試儀器。适用範圍: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。配備努氏壓頭後能測定玻璃、陶瓷、瑪瑙、人造寶石等較脆而又硬材料的努氏硬度。


維氏硬度計試驗原理

          維氏硬度計以49.03~980.7N的負荷,将相對面夾角為136°的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規定時間後,用測量壓痕對角線長度,再按公式來計算硬度的大小。它适用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負荷維氏硬度,試驗負荷﹤1.949.03N,它适用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定;顯微維氏硬度,試驗負荷﹤1.961N,适用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。

          試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值計算公式:HV = 常數×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………式中:HV ――― 維氏硬度符号;F ――― 試驗力(單位N);d ――― 壓痕兩對角線d1、d2的算術平均值(單位mm)。實用中是根據對角線長度d通過查表可得到維氏硬度值。國家标準規定維氏硬度壓痕對角線長度範圍為0.020~1.400mm。見上面維氏硬度計試驗原理圖示。


維氏硬度計分類

1、從力值上分:

Ø 顯微硬度計:指施加力值小于2公斤的維氏硬度計,(比如:MC010-HV-1000);

Ø 維氏硬度計:指施加力值大于2公斤而小于120公斤的維氏硬度計,(比如:MC010-HVS-50);


2、從力值施加方式上分:

Ø 砝碼加載的維氏硬度計:比如MC010-HVST-30Z;

Ø 全功能維氏硬度計

Ø 電子加載的維氏硬度計:比如MC010-HVSD-50Z;


3、從測試顯示方式上分:

Ø 普通維氏硬度計:比如MC010-HV-5;

Ø 數顯維氏硬度計:比如MC010-HVS-20;

Ø 自動轉塔維氏硬度計:比如MC010-HV-30Z;

Ø 數顯自動轉塔維氏硬度計:比如MC010-HVS-5Z;

Ø 全功能維氏硬度計:比如MC010-HVST-50Z;

Ø 維氏硬度測量分析系統:比如HMAS測量控制系統


4、從力值檔位上分:

Ø 五檔力維氏硬度計,比如:MC010-HV-10Z

Ø 八檔力維氏硬度計,比如:JSJTC-2010-50


維氏硬度計表示方法

          維氏硬度計表示為HV,維氏硬度符号HV前面的數值為硬度值,後面為試驗力值。常見的有HV5,HV10,HV20,HV30,HV50和HV100标準的試驗保持時間為10~15S。但對于有色金屬則不能小于30秒,如果選用的時間超出這一範圍,在力值後面還要注上保持時間。例如:

300HV30—表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間10~15S時得到的硬度值為300。

450HV30/25—表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間25S時得到的硬度值為450。


維氏硬度計工作環境

Ø 在室溫10~35℃的範圍内;
Ø 在穩固的基礎上水平安裝;
Ø 在無震動的環境中;
Ø 周圍無腐蝕性介質;
Ø 室内相對濕度不大于65%。


維氏硬度計試驗優缺點

1、優點:

          維氏硬度計用于較薄的維氏硬度值測量。采用正四棱錐體金剛石壓頭,在試驗力作用下壓入試樣表面,保持規定時間後,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕對角線長度。維氏硬度計試驗的壓痕是正方形,輪廓清晰,對角線測量準确,因此維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度最高的,同時它的重複性也很好,這一點比布氏硬度計優越。

          維氏硬度計試驗測量範圍寬廣,從很軟的材料(幾個維氏硬度單位)到很硬的材料(3000個維氏硬度單位)都可測量。

          維氏硬度計試驗最大的優點在于其硬度值與試驗力的大小無關,隻要是硬度均勻的材料,可以任意選擇試驗力,其硬度值不變。這就相當于在一個很寬廣的硬度範圍内具有一個統一的标尺。這一點又比洛氏硬度試驗來得優越。

在中、低硬度值範圍内,在同一均勻材料上,維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結果會得到近似的硬度值。維氏硬度計試驗的試驗力可以小到10gF,壓痕非常小,特别适合測試薄小材料。


2、缺點

          維氏硬度計試驗效率低,要求較高的試驗技術,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,操作麻煩費時,通常隻在實驗室中使用。


維氏硬度計技術特征:

          維氏硬度計是采用精密機械技術、光電技術、圖形圖像處理技術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外觀新穎,采用微機控制,通過軟件鍵輸入,能調節測量光源強弱,預置試驗力保持時間、維氏和努氏試驗方法切換、文件号與儲存等。在軟鍵面闆上的LCD大顯示屏能顯示試驗方式、試驗力、壓痕測量長度、硬度值、試驗力保持時間、測量次數并能鍵入年、月、日,試驗結果可通過微型打印機輸出,也可通過RS232接口與計算機連網。通過面闆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采用獨特的壓痕測量轉換和測微目鏡一次測量讀數機構。使用方便,測量精度高。電腦全功能維氏硬度計配置的自動轉塔結構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能對所測壓痕和材料金相組織進行拍攝,數據分析以及讀取,使測量過程更加方便快捷。

       例如:30公斤維氏硬度計

       技術參數:
  Ø 試驗力:2Kgf、5Kgf、8Kgf、10Kgf、12Kgf、15Kgf、20Kgf、30Kgf

       Ø 硬度符号:HV2、HV5、HV8、HV10、HV12、HV15、HV20、HV30
  Ø 試驗力施加方法:自動加卸試驗力
  Ø 測量顯微鏡放大倍率:100X
  Ø 試驗力保荷時間:0~60s(1格為1秒,任意設定)
  Ø 最小檢測單位:1μm
  Ø 試件最大高度:150mm
  Ø 壓頭中心到機壁最大距離:130mm
  Ø 主機重量:約38Kg
  Ø 電源:AC220V/50Hz
  Ø 外形尺寸(長×寬×高):452×200×620mm


      标準附件:
  Ø 主機(包括自動轉塔結構)
  Ø 圖像處理系統:1套
  Ø 砝碼:3隻
  Ø 大、中、“V”試台:各1隻
  Ø 水平調節螺釘:4隻
  Ø 10×測微目鏡:1隻
  Ø 10×物鏡:1隻
  Ø 維氏硬度塊:各1塊(高、中各一塊)
  Ø 維氏壓頭:1隻
  Ø 備用保險絲:2隻(1A)
  Ø 電源線:1根
  Ø 産品合格證:1份
  Ø 産品保修卡:1份
  Ø 産品使用說明書:1份


維氏硬度計常見故障與調修

          硬度計的種類較多,在工礦企事業和科研單位中應用最普遍的以金屬洛氏、布氏、維氏硬度計為主,其中金屬洛氏和金屬布氏硬度計相對于金屬維氏硬度計結構簡單。常見故障的調修并不是很困難。下面就金屬維氏硬度計常見故障調修介紹如下。

根據多年來的工作實踐,在檢定和修理工作開始前應先從調整工作台的水平入手,然後觀察主軸、杠杆、升降絲杆、緩沖機構及測量裝置是否正常、靈活。保證對設備性能有一基本了解。然後再針對出現的情況逐一解決。


(1)加荷指示燈、測量顯微鏡燈不亮

          首先檢查電源是否接好,然後檢查開關、燈泡等。如排除這些因素後還不亮,就要看看負荷是否全部加上或簧片開關是否正常。排除之後仍不正常,就必須從線路(電路)入手逐步排查。


(2)測量顯微鏡内渾濁,看不到或看不清壓痕

          這應從調整顯微鏡焦距和燈光入手,調整之後仍不清楚,則應分别轉動物鏡和目鏡,并分别移動鏡内帶虛線、實線、刻線的三塊平鏡,仔細觀察問題出在哪一塊鏡面上,然後卸下,用長纖脫脂棉沾無水酒精擦洗幹淨,按相反順序裝好後觀測,如仍未解決,則送修或更換測微顯微鏡。


(3)壓痕不在視場内或稍轉動工作台,壓痕位置變化很大

          出現這種情況的原因是由于壓頭、測量顯微鏡、工作台三者軸心不同造成的。由于壓頭固定在工作軸底端,因此按以下順序分别調整。①調整主軸下端的活動間隙,以導向座下端面不直接接觸主軸錐面為準;②調整轉軸側面螺釘使工作軸和主軸同(軸)心,調好後,在試塊上壓出一壓痕,觀察其在顯微鏡中位置,并記錄;③輕輕轉動工作台(保證試塊在工作台上不移動)在顯微鏡下找出試塊上不轉動的一個點,此點即為工作台軸心;④稍松開升降絲杆壓闆上的螺釘和底部螺絲,輕移整個升降絲杆,使工作台軸心與測量顯微鏡中記下壓痕的位置重合,然後固緊壓闆螺釘和調整螺絲,壓出一壓痕相互對照。重複以上步驟,直至完全重合為止。


(4)檢定時示值超差的原因及解決辦法

          ①測量顯微鏡标尺不準。用标準測微尺進行檢查。如不準可送修或更換。

          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程規定。如有缺損更換壓頭。

          ③負(載)荷超出規程要求或負荷不穩,用小負荷三等标準測力計檢查。如負荷超出要求(±1.0%)但方向一緻,這種情況是杠杆比例發生變化,可松開主軸保護帽,轉動力點觸頭,調整載荷(杠杆比),調整好後固緊。如載荷不穩,可能是力點刀刃變鈍、支點鋼球磨損或工作軸與主軸不同心、工作軸内有較大摩擦等原因造成。這時檢查刀刃及鋼球,如變鈍或磨損,應修整或更換。檢查工作軸并清洗,一定要注意配齊軸周鋼球,同(軸)心的調整見步驟3。


(5)加荷時有沖擊現象

           這種情況的發生與緩沖器油太少或油太髒有關。加滿油或清洗緩沖器後一般就可解決。


故障類型:

Ø 加荷指示燈、測量燈不亮的故障;

Ø 測量顯微鏡内渾濁,看不到或者看不清壓痕;

Ø 壓痕不在神志内或稍轉動工作台,壓痕位置變化比較大。


解決方法:

Ø 首先要檢查電源是否接好,然後再檢查開關,燈泡等,如果排除這些因素還是不亮的話,就要看看負荷是否全部加上或者簧片開關是否正常。

Ø 這要從調整顯微鏡焦躁和燈光入手,調整之後仍然不清楚,則要分别轉動物鏡和目鏡,并分别移動鏡内帶虛線、實線、刻線的三塊平鏡,仔細的觀察問題出在哪一塊鏡面上,然後卸下,用張纖脫脂棉沾無水酒精擦拭幹淨。

Ø 對于出現這種情況的原因是由于壓頭,測量顯微鏡、工作台三者軸心不同所造成的,隻要按照說明書按順序分别調整下就可以了。


         

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