硬度计常见故障及其维修 硬度计是如何工作的

工矿企事业和科研单位中应用较为普遍的以金属洛氏、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. 检定和修理工作开始前应先从调整工作台的水平入手，根据多年来的工作实践。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 然后检查开关、灯泡等。如排除这些因素后还不亮，首先检查硬度计电源是否接好。就要看看负荷是否全部加上或簧片开关是否正常。排除之后仍不正常，就必须从线路(电路)入手逐步排查. 2,看不到或看不清压痕，测量显微镜内浑浊 调整之后仍不清楚，这应从调整显微镜焦距和灯光入手。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,压痕位置变化很大，压痕不在视场内或稍转动工作台 因此按以下顺序分别调整。①调整主轴下端的活动间隙，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。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，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)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。金刚石压头缺损。用80倍立体显微镜观察.③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，负(载)荷超出规程要求或负荷不稳。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。 硬度计定义

表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度分类

1.里氏硬度（Dietmar Leeb）

里氏硬度是根据较新的里氏硬度测试原理利用先进的微处理器技术设计而成

2.布氏硬度（HB）

以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

3.洛氏硬度（HR）

当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的甓壤幢硎荆?HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。

HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。

4. 维氏硬度（HV）

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。

5.韦氏硬度（HW）

铝合金类产品适合测试韦氏硬度

一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义0.01mm的压入深度为一个韦氏硬度单位。韦氏硬度单位表示为HW。

硬度试验是机械性能试验中较为简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。

以上硬度只是常用的几种，另外还有肖氏（HS）硬度、邵氏（HS）硬度、巴氏硬度、摩氏硬度等。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

硬度计分类

里氏硬度计 洛氏硬度计 布氏硬度计 邵氏硬度计 肖氏硬度计 巴氏硬度计 显微硬度计 摩氏硬度计 维氏硬度计 韦氏硬度计等

硬度计注意事项

除了各种硬度计使用时特殊注意事项外，还有一些共同的应注意的问题，现列举如下：

1、硬度计本身会产生两种误差：一是其零件的变形、移动造成的误差；二是硬度参数超出规定标准所造成的误差。对第二种误差，在测量前需用标准块对硬度计进行校准。对洛氏硬度计校正结果，差值在±1之内合格。差值在±2之内的稳定数值，可以给出修正值。差值在±2范围之外时则必需对硬度计进行校正维修或换其他硬度测试法测定。

洛氏硬度各标度有一事实上的适用范围，要根据规定正确选用。例如，硬度高于HRB100时，应采用HRC标度进行测试；硬度低于HRC20时应用HRB标度进行测试。因为超出其规定的测试范围时，硬度计的精确度及灵敏度较差，硬度值不准确，不宜使用。其他硬度测试法也都规定有相应的校正标准。校准硬度计用的标准块不能两面使用，因标准面与背面硬度不一定一致。一般规定标准块自标定日起一年内有效。

2、在更换压头或砧座时，注意接触部位要擦干净。换好后，要用一定硬度的钢样测试几次，直到连续两次所得硬度值相同为止。目的是使压头或砧座与试验机接触部分压紧，接触良好，以免影响试验结果的准确性。

3、硬度计调整后，开始测量硬度时，第一个测试点不用。因怕试样与砧座接触不好，测得的值不准确。特第一点测试完，硬度计处于正常运行机制状态后再对试样进行正式测试，记录测得的硬度值。

4、在试件允许的情况下，一般选不同部位至少测试三个硬度值，取平均值，取平均值作为试件的硬度值。

5、对形状复杂的试件要采用相应形状的垫块，固定后方可测试。对圆试件一般要放在V形槽中测试。

6、加载前要检查加载手柄是否放在卸载位，加载时动作要轻稳，不要用力太猛。加载完毕加载手柄应放在卸载位置，以免仪器长期处于负荷状态，发生塑性变形，影响测量精确度。 硬度计压头简介 

压痕（indentation） 由于试验力作用，压头（或压针）压入试样表面而产生的变形； 

压头（indenter） 硬度计上压入试件，具有规定开关的部件。有布氏、洛氏、维氏、努氏硬度压头等。 

硬度计压头分类 

1、标准压头（standard indenter） 按照国家检定规程规定的，用于检定标准硬度块的压头； 

2、工作压头（working indenter） 按照国家检定规程规定的，用于测定试件或试样硬度值的压头； 

3、硬度合金球压头（hard metals spherical indenter） 以碳化钨为主要成分，具有一定直径的球形压头； 

4、球压头（ball indenter） 由规定直径的钢球和压头体组成的压头； 

5、布氏硬度计压头（Brielle hardness indenter） 直径为10、5、25、1mm 的钢球或硬质合金球压头; 

6、洛氏硬度计圆锥压头（Rockwell hardness conical indenter） 圆锥角为120度 ，顶端球面半径为0.2mm 的金刚石圆锥压头。（适用于A、C、D 和N 标尺）； 

7、洛氏硬度计球压头（Rockwell hardness ball indenter） 直径为1.588mm（适用于B、F、G 和J 标尺）、3.175mm（适用于E、H 和K 标尺）、6.35mm（适用于L 和M 标尺）、12.7mm（适用于R 标尺）的钢球压头； 

8、维氏硬度计棱锥压头（Vickers hardness pyramid indenter） 两相对面夹角为136度 的金刚石或工业宝石等，制成的正四棱锥压头； 

9、努氏硬度棱锥压头（Knoop hardness pyramid indenter） 相对棱夹角分别为172度30分和130度 的金刚石四棱锥压头； 

10、横刃（ridge at the apex of the pyramid） 棱锥压头两相对面的交线； 

11、肖氏硬度计压头（shore hardness indenter） 对称冲头。顶端球面半径为1.0mm 的金刚石压头； 

12、压针（indenter） 邵氏、韦氏、巴氏、国际橡胶等硬度计的压头。 

13、邵氏A硬度计 压针（Shore A type indenter） 圆锥角为35度的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.79mm ； 

14、邵氏D硬度计压针（shore D type indenter） 圆锥角为30度，顶端球面半径为0.1mm 的圆锥压针； 

15、韦氏硬度计压针（Webster hardness indenter） 圆锥角为60度的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.4mm 。该压针适用于铝及铝合金。顶端平面直径为0.4mm 的圆柱体压针，该压针适用于软钢及硬铝； 

16、巴氏硬度计压针（Barcol hardness indenter） 圆锥角为26度的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.157mm 的压针； 

17、微型橡胶国际硬度压针（micro hardness indenter in international rubber hardness degree） 直径为0.395mm 的钢球压针； 

18、冲头（hammer） 在肖氏和里氏等硬度计中，用来冲击试件的部件； 

19、里氏硬度计冲头（Leeb hardness hammer） 又称冲击体，由碳化钨和金刚石制成。除E 型冲头由金刚石制成，其他形式均由碳化钨制成。有D、DC、D+15 、G、E、C 型六种，G 型球直设为5mm，其他型式球头直径为3mm。

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