維氏硬度計(jì)應(yīng)用介紹
維氏硬度試驗(yàn)方法是英國(guó)***（R.L.Smith）和塞德蘭德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英國(guó)的維克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司試制了**臺(tái)以此方法進(jìn)行試驗(yàn)的硬度計(jì)。
維氏硬度計(jì)的起源:
維氏硬度計(jì)簡(jiǎn)介維氏硬度計(jì)的試驗(yàn)力比較多，因此維氏硬度計(jì)的應(yīng)用也比較廣泛。其它硬度計(jì)能測(cè)的材料或工件，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(cè)。維氏硬度計(jì)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)，對(duì)工件表面進(jìn)行打壓，之后再由讀數(shù)顯微鏡測(cè)量壓痕的對(duì)角線的長(zhǎng)度。之后利用對(duì)角線及試驗(yàn)力的一個(gè)換算關(guān)系來(lái)測(cè)得維氏硬度。另外可以安裝維氏硬度計(jì)測(cè)量軟件，通過(guò)電腦顯示屏來(lái)顯示圖像，操作測(cè)量硬度值更方便和快捷。
維氏硬度計(jì)一般分類三種:
一.維氏硬度計(jì)一般指*大負(fù)荷在10-50公斤的維氏硬度試驗(yàn)機(jī)
二.小負(fù)荷維氏硬度計(jì)一般指*大負(fù)荷在5公斤的維氏硬度試驗(yàn)機(jī)
三.顯微維氏硬度計(jì)一般指*大負(fù)荷在1公斤的維氏硬度試驗(yàn)機(jī)
編輯本段維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理
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(hào)；F ――― 試驗(yàn)力（單位N）；d ――― 壓痕兩對(duì)角線d1、d2的算術(shù)平均值（單位mm）。實(shí)用中是根據(jù)對(duì)角線長(zhǎng)度d通過(guò)查表可得到維氏硬度值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定維氏硬度壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度范圍為0.020～1.400mm。見上面維氏硬度計(jì)試驗(yàn)原理圖示。
編輯本段維氏硬度計(jì)分類
一、顯微硬度計(jì)
二、數(shù)顯顯微硬度計(jì)
三、數(shù)顯維氏硬度計(jì)
四、小負(fù)荷維氏硬度計(jì)
五、視屏測(cè)量顯微硬度計(jì)
六、數(shù)顯觸摸屏顯微硬度計(jì)
七、自動(dòng)測(cè)量維氏硬度計(jì)
八、自動(dòng)轉(zhuǎn)塔維氏硬度計(jì)
編輯本段維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的分類
維氏硬度計(jì)按試驗(yàn)力大小的不同，細(xì)分為三種試驗(yàn)：
1、維氏硬度試驗(yàn)；
2、小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)；
3、顯微維氏硬度試驗(yàn)。試驗(yàn)力的選擇要根據(jù)試樣種類、試樣厚度和預(yù)期的硬度范圍而定。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：試樣或試驗(yàn)層的厚度至少為壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的1.5倍。
編輯本段維氏硬度計(jì)的表示方法
維氏硬度計(jì)表示為HV，維氏硬度符號(hào)HV前面的數(shù)值為硬度值，后面為試驗(yàn)力值。標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)保持時(shí)間為10～15S。但對(duì)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。
編輯本段維氏硬度計(jì)的應(yīng)用
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(cè)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(cè)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(cè)試，零件厚度可薄至3μm。
編輯本段維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
維氏硬度計(jì)用于較薄的維氏硬度值測(cè)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(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的壓痕是正方形，輪廓清晰，對(duì)角線測(cè)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*高的，同時(shí)它的重復(fù)性也很好，這一點(diǎn)比布氏硬度計(jì)優(yōu)越。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)測(cè)量范圍寬廣，可以測(cè)量目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，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(cè)量。
維氏硬度計(jì)試驗(yàn)*大的優(yōu)點(diǎn)在于其硬度值與試驗(yàn)力的大小無(wú)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(lái)得優(yōu)越。
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(huì)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(cè)試薄小材料。
編輯本段維氏硬度計(jì)試驗(yàn)的缺點(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(duì)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)操作規(guī)程
1、打開硬度計(jì)的電源，旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)力變換手輪，選擇試驗(yàn)力。
2、顯示屏上顯示MODEL和NOT-COV菜單，MODEL有HV、HK二種試驗(yàn)法，按方向鍵移選擇表，表1適用于有色金屬，表2適用于黑色金屬，按ENTER鍵確認(rèn)，主屏幕彈出轉(zhuǎn)換表，按ENTER鍵確認(rèn)，主屏幕狀態(tài)顯示出所選硬度值轉(zhuǎn)換標(biāo)尺。
3、按方向鍵，彈出DWELL保荷時(shí)間菜單，選擇加荷時(shí)間。
4、按方向鍵，彈出FUNCTION菜單。選擇**個(gè)選項(xiàng)Single, 按ENTER鍵確認(rèn)，硬度計(jì)開始進(jìn)入工作狀態(tài)。
5、轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭與物鏡轉(zhuǎn)換罩殼，使10×物鏡位于主體正前方位置。
6、轉(zhuǎn)動(dòng)升降絲桿使試驗(yàn)臺(tái)上升，直至試樣表面清晰成像。如果在目鏡中觀察到的像模糊，可轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡前部鏡頭，直至清晰為止。
7、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換罩殼，使壓頭位于主體前方，按面板START鍵，儀器開始加載、保載、卸載。
8、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換罩殼，使10×物鏡位于主體正前方位置，觀察目鏡中的壓痕成像。
9、移動(dòng)目鏡的刻線，使其逐步靠攏，當(dāng)刻線內(nèi)側(cè)無(wú)限接近時(shí)，兩刻線內(nèi)側(cè)之間位于無(wú)光隙的臨界狀態(tài)時(shí)，按面板CLR鍵，這時(shí)主屏幕上的d1的值為零。
10、移動(dòng)右邊手輪使刻線分開，移動(dòng)目鏡左側(cè)鼓輪，使左邊的刻線移動(dòng)與壓痕左邊外形交點(diǎn)相切，移動(dòng)右邊刻線內(nèi)側(cè)與壓痕外形交點(diǎn)相切，按下目鏡上測(cè)量按鈕，對(duì)角線d1測(cè)量完成，目鏡轉(zhuǎn)動(dòng)90度，測(cè)量對(duì)角線d2，按下測(cè)量按鈕，主屏幕顯示本次測(cè)量的值和所轉(zhuǎn)換的的硬度值。一次試驗(yàn)結(jié)束。
11．如果認(rèn)為測(cè)量有誤差，可重復(fù)上述程序再次測(cè)量。
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*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(duì)于金屬維氏硬度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)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(tái)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(cè)量裝置是否正常、靈活。保證對(duì)設(shè)備性能有一基本了解。然后再針對(duì)出現(xiàn)的情況逐一解決。
(1)加荷指示燈、測(cè)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**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(cè)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(dòng)物鏡和目鏡，并分別移動(dòng)鏡內(nèi)帶虛線、實(shí)線、刻線的三塊平鏡，仔細(xì)觀察問(wèn)題出在哪一塊鏡面上，然后卸下，用長(zhǎng)纖脫脂棉沾無(wú)水酒精擦洗干凈，按相反順序裝好后觀測(cè)，如仍未解決，則送修或更換測(cè)微顯微鏡。
(3)壓痕不在視場(chǎng)內(nèi)或稍轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，壓痕位置變化很大
出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭、測(cè)量顯微鏡、工作臺(tái)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(dòng)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(dòng)工作臺(tái)(保證試塊在工作臺(tái)上不移動(dòng))在顯微鏡下找出試塊上不轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)即為工作臺(tái)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(tái)軸心與測(cè)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(duì)照。重復(fù)以上步驟，直至完全重合為止。
(4)檢定時(shí)示值超差的原因及解決辦法
①測(cè)量顯微鏡標(biāo)尺不準(zhǔn)。用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(cè)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(dòng)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