维氏硬度试验方法是英国史密斯(R.L.Smith)和塞德兰德(G.E.Sandland)于1921年提出的。英国的维克斯-阿姆斯特朗(Vickers-Armi)公司试制了台以此方法进行试验的硬度计。维氏硬度计是光机电一体化的高新技术产品,该机器造型新颖,具有良好的可靠性、可操作性和直观性,是采用精密机械技术和光电技术的新型维氏和努普硬度测试仪器。
试验优缺点
1、优点:
维氏硬度计用于较薄的维氏硬度值测量。采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度。维氏硬度计试验的压痕是正方形,轮廓清晰,对角线测量准确,因此维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度高的,同时它的重复性也很好,这一点比布氏硬度计优越。
维氏硬度计试验测量范围宽广,从很软的材料(几个维氏硬度单位)到很硬的材料(3000个维氏硬度单位)都可测量。
维氏硬度计试验大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关,只要是硬度均匀的材料,可以任意选择试验力,其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。
在中、低硬度值范围内,在同一均匀材料上,维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。维氏硬度计试验的试验力可以小到10gF,压痕非常小,特别适合测试薄小材料。
2、缺点
维氏硬度计试验效率低,要求较高的试验技术,对于试样表面的光洁度要求较高,通常需要制作专门的试样,操作麻烦费时,通常只在实验室中使用。
硬度计的种类较多,在工矿企事业和科研单位中应用普遍的以金属洛氏、布氏、维氏硬度计为主,其中金属洛氏和金属布氏硬度计相对于金属维氏硬度计结构简单。常见故障的调修并不是很困难。下面就金属维氏硬度计常见故障调修介绍如下。
根据多年来的工作实践,在检定和修理工作开始前应先从调整工作台的水平入手,然后观察主轴、杠杆、升降丝杆、缓冲机构及测量装置是否正常、灵活。保证对设备性能有一基本了解。然后再针对出现的情况逐一解决。
(1)加荷指示灯、测量显微镜灯不亮
先检查电源是否接好,然后检查开关、灯泡等。如排除这些因素后还不亮,就要看看负荷是否全部加上或弹簧开关是否正常。排除之后仍不正常,就必须从线路(电路)入手逐步排查。
(2)测量显微镜内浑浊,看不到或看不清压痕
这应从调整显微镜焦距和灯光入手,调整之后仍不清楚,则应分别转动物镜和目镜,并分别移动镜内带虚线、实线、刻线的三块平镜,仔细观察问题出在哪一块镜面上,然后卸下,用长纤脱脂棉沾无水酒精擦洗干净,按相反顺序装好后观测,如仍未解决,则送修或更换测微显微镜。
(3)压痕不在视场内或稍转动工作台,压痕位置变化很大
出现这种情况的原因是由于压头、测量显微镜、工作台三者轴心不同造成的。由于压头固定在工作轴底端,因此按以下顺序分别调整。①调整主轴下端的活动间隙,以导向座下端面不直接接触主轴锥面为准;②调整转轴侧面螺钉使工作轴和主轴同(轴)心,调好后,在试块上压出一压痕,观察其在显微镜中位置,并记录;③轻轻转动工作台(保证试块在工作台上不移动)在显微镜下找出试块上不转动的一个点,此点即为工作台轴心;④稍松开升降丝杆压板上的螺钉和底部螺丝,轻移整个升降丝杆,使工作台轴心与测量显微镜中记下压痕的位置重合,然后固紧压板螺钉和调整螺丝,压出一压痕相互对照。重复以上步骤,直至完全重合为止。
(4)检定时示值超差的原因及解决办法
①测量显微镜标尺不准。用标准测微尺进行检查。如不准可送修或更换。
②金刚石压头缺损。用80倍立体显微镜观察,看其是否符合金刚石压头检定规程规定。如有缺损更换压头。
③负(载)荷超出规程要求或负荷不稳,用小负荷三等标准测力计检查。如负荷超出要求(±1.0%)但方向一致,这种情况是杠杆比例发生变化,可松开主轴保护帽,转动力点触头,调整载荷(杠杆比),调整好后固紧。如载荷不稳,可能是力点刀刃变钝、支点钢球磨损或工作轴与主轴不同心、工作轴内有较大摩擦等原因造成。这时检查刀刃及钢球,如变钝或磨损,应修整或更换。检查工作轴并清洗,一定要注意配齐轴周钢球,同(轴)心的调整见步骤3。
(5)加荷时有冲击现象
这种情况的发生与缓冲器油太少或油太脏有关。加满油或清洗缓冲器后一般就可解决
故障类型:
1.加荷指示灯、测量灯不亮的故障;
2.测量显微镜内浑浊,看不到或者看不清压痕;
3.压痕不在神志内或稍转动工作台,压痕位置变化比较大。
解决方法
1.先要检查电源是否接好,然后再检查开关,灯泡等,如果排除这些因素还是不亮的话,就要看看负荷是否全部加上或者弹簧开关是否正常。
2.这要从调整显微镜焦躁和灯光入手,调整之后仍然不清楚,则要分别转动物镜和目镜,并分别移动镜内带虚线、实线、刻线的三块平镜,仔细的观察问题出在哪一块镜面上,然后卸下,用张纤脱脂棉沾无水酒精擦拭干净。
3.对于出现这种情况的原因是由于压头,测量显微镜、工作台三者轴心不同所造成的,只要按照说明书按顺序分别调整下就可以了。
里氏硬度计测试精度不准确因素好好几种,今天小编将这些因素列举出来,希望能帮助大家,在实际的操作过程中避免这些:
1、数据换算产生的误差
里氏硬度换算为其它硬度时的误差包括两个方面:一方面是里氏硬度本身测量误差,这涉及到按方法进行试验时的分散和对于多台同型号里氏硬度计的测量误差。另一方面是比较不同硬度试验方法所测硬度产生的误差,这是由于各种硬度试验方法之一间不存在明确的物理关系,并受到相互比较中测量不可靠影响的原因。
2、特殊材料引起的误差
存贮在硬度仪中的换算表对下列钢种可能产生偏差:
所有奥氏体
耐热工具钢和莱氏体铬钢(工具钢类)硬质材料会引起弹性模量增加,从而使L值偏低。这类钢应在横截面上进行测试,局部冷却硬化会引起L值偏高磁性钢由于磁场影响,会使L值偏低。
表面硬化钢,基体软,会使L值偏低,当硬化层大于0.8mm时(C型冲击装置为0.2mm)则不影响L值。
影响里氏硬度计测试精度的因素
3、齿轮检测中的误差
一般情况下,由于齿面较小,测试误差相对较大,对此,用户可根据情况设计相应的工装,将有助于减小误差。
4、材料弹性、塑性的影响
里氏值除与硬度、强度相关外,更与弹性模量有关,硬度值是材料硬度和塑性的特征参数,因为两者的成分必然是共同测定的。 在弹性部分,首先明显受E模量影响,在这方面当材料的静态硬度相同,而E值大小不同时,E值低的材料,L值较大
5、热轧方向造成的误差
当被测工件系热轧工艺成型时,如果测试方向与轧制方向一致,会因弹性模量E偏大而造成测试值偏低,故测试方向应垂直于热轧方向。例如:测圆柱截面硬度时,应在径向测试为好。(一般圆柱热轧方向为轴向)。
6、试样重量、粗糙度、厚度的影响
7、试件磁性应小于300高斯
8、其它因素的影响
测量管件硬度时须注意:管件注意稳固支撑,测试点应靠近支撑点且与支撑力平行,管壁较薄在管内放入适当芯子。