维氏硬度计的发明人是英国的史密斯(R.L.Smith)和塞德兰德(G.E.Sandland)。他们于1921年提出了维氏硬度试验方法,随后英国的维克斯—阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计:
在硬度计的日常使用中,由于操作方法、设备状态或环境因素等影响,常会出现一些问题。以下是最常用的 5 个问题及对应的解决方案:
(同一位置多次测量值差异明显)
可能原因:
试样表面不平整、有油污或氧化层,影响压力传导。
加载力不准确(如砝码磨损、液压系统漏油)。
操作时试样发生移动(未固定牢固)。
解决方案:
用砂纸打磨试样表面至光滑,并用酒精清洁去除油污。
定期校准硬度计的加载力(按说明书使用标准块校准)。
使用夹具或台钳固定试样,确保测量时无位移。
(压痕不明显,观察不了)
可能原因:
压头磨损(如金刚石压头崩裂、钢球压头变形)。
试样材质过软或过硬,超出硬度计测量范围(如布氏硬度计测高硬度材料)。
光照不足或显微镜聚焦不准。
解决方案:
检查压头状态,磨损严重时及时更换新压头。
根据试样硬度范围选择合适类型的硬度计(如洛氏用于中高硬度,布氏用于中低硬度)。
调整测量区域的光照强度,通过显微镜微调旋钮精准聚焦压痕。
(定位困难)
可能原因:
工作台移动精度不足(导轨磨损导致平移卡顿或偏移)。
显微镜视场与压头轴线不同轴(校准偏移)。
试样过小或形状不规则,难以固定。
解决方案:
检修工作台导轨,磨损严重时更换;定期清洁并涂抹低粘度润滑油,确保移动顺畅。
进行同轴度校准:将标准块置于工作台,在显微镜下找到十字线中心,降下压头观察是否对准,偏差时通过调节螺丝校正。
使用专用夹具(如真空吸盘、磁性工作台)固定微小试样,或用橡皮泥辅助固定不规则零件。
(如形状畸变)
可能原因:
加载系统故障(如负荷砝码未挂牢、传感器失灵,导致实际加载力为零或不足)。
试样与压头接触不良(如试样表面有微小凸起,或压头未完全接触表面)。
试样材料不均匀(如存在偏析、夹杂,局部硬度突变)。
解决方案:
检查加载系统:确认砝码安装到位,通过校准软件检测传感器数值;对液压式设备,检查油路是否通畅,确保压力正常传递。
测量前轻推试样,确认其与工作台完全贴合;降下压头时缓慢接触表面,避免因试样翘起导致虚接触。
增加测量点数量(同一区域测 5-10 点),取平均值减少材料不均的影响;若发现异常压痕,标记位置并结合金相分析判断材料问题。
(对角线测量值不准)
可能原因:
测微目镜刻度不准(长期使用导致刻度磨损或松动)。
读数时视线不垂直(操作员视角倾斜,导致视差)。
压痕边缘模糊(因材料塑性变形不均,或光源角度不当)。
解决方案:
用标准玻璃刻尺校准测微目镜:将刻尺置于载物台,显微镜下读取刻度值,与实际值对比,偏差超限时调整或更换目镜。
读数时保持视线与目镜垂直(可加装指针式瞄准器),必要时使用带数显功能的显微镜,直接读取数字避免视差。
调整光源入射角(部分设备可调节环形光源角度),使压痕边缘与基底形成明显反差,便于识别边界。
显微维氏硬度计对操作精度和环境要求极高,日常需注意:① 每次使用前用标准块校准;② 保持设备清洁(尤其是压头和光学系统);③ 定期(建议每半年)由专业人员进行计量检定。若出现复杂故障(如数显系统紊乱),应及时联系厂家售后,避免自行拆解损坏精密部件。
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