維氏硬度試驗方法是英國史密斯(R.L.Smith)和塞德蘭德(G.E.Sandland)于1921年提出的。英國的維克斯-阿姆斯特朗(Vickers-Armstrong)公司試制了第一臺以此方法進行試驗的硬度計。維氏硬度計是光機電一體化的高新技術產(chǎn)品,該機器造型新穎,具有良好的可靠性、可操作性和直觀性,是采用精密機械技術和光電技術的新型維氏和努普硬度測試儀器。
試驗優(yōu)缺點
1、優(yōu)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(guī)定時間后,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,對角線測量準確,因此維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度最高的,同時它的重復性也很好,這一點比布氏硬度計優(yōu)越。
維氏硬度計試驗測量范圍寬廣,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(yōu)點在于其硬度值與試驗力的大小無關,只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范圍內(nèi)具有一個統(tǒng)一的標尺。這一點又比洛氏硬度試驗來得優(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,特別適合測試薄小材料。
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,通常只在實驗室中使用。
硬度計的種類較多,在工礦企事業(yè)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(diào)修并不是很困難。下面就金屬維氏硬度計常見故障調(diào)修介紹如下。
根據(jù)多年來的工作實踐,在檢定和修理工作開始前應先從調(diào)整工作臺的水平入手,然后觀察主軸、杠桿、升降絲桿、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。然后再針對出現(xiàn)的情況逐一解決。
(1)加荷指示燈、測量顯微鏡燈不亮
先檢查電源是否接好,然后檢查開關、燈泡等。如排除這些因素后還不亮,就要看看負荷是否全部加上或彈簧開關是否正常。排除之后仍不正常,就必須從線路(電路)入手逐步排查。
(2)測量顯微鏡內(nèi)渾濁,看不到或看不清壓痕
這應從調(diào)整顯微鏡焦距和燈光入手,調(diào)整之后仍不清楚,則應分別轉動物鏡和目鏡,并分別移動鏡內(nèi)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,然后卸下,用長纖脫脂棉沾無水酒精擦洗干凈,按相反順序裝好后觀測,如仍未解決,則送修或更換測微顯微鏡。
(3)壓痕不在視場內(nèi)或稍轉動工作臺,壓痕位置變化很大
出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭、測量顯微鏡、工作臺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)整主軸下端的活動間隙,以導向座下端面不直接接觸主軸錐面為準;②調(diào)整轉軸側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輕輕轉動工作臺(保證試塊在工作臺上不移動)在顯微鏡下找出試塊上不轉動的一個點,此點即為工作臺軸心;④稍松開升降絲桿壓板上的螺釘和底部螺絲,輕移整個升降絲桿,使工作臺軸心與測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,壓出一壓痕相互對照。重復以上步驟,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測量顯微鏡標尺不準。用標準測微尺進行檢查。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(guī)程規(guī)定。如有缺損更換壓頭。
③負(載)荷超出規(guī)程要求或負荷不穩(wěn),用小負荷三等標準測力計檢查。如負荷超出要求(±1.0%)但方向一致,這種情況是杠桿比例發(fā)生變化,可松開主軸保護帽,轉動力點觸頭,調(diào)整載荷(杠桿比),調(diào)整好后固緊。如載荷不穩(wěn),可能是力點刀刃變鈍、支點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(diào)整見步驟3。
(5)加荷時有沖擊現(xiàn)象
這種情況的發(fā)生與緩沖器油太少或油太臟有關。加滿油或清洗緩沖器后一般就可解決
故障類型:
1.加荷指示燈、測量燈不亮的故障;
2.測量顯微鏡內(nèi)渾濁,看不到或者看不清壓痕;
3.壓痕不在神志內(nèi)或稍轉動工作臺,壓痕位置變化比較大。
解決方法
1.先要檢查電源是否接好,然后再檢查開關,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彈簧開關是否正常。
2.這要從調(diào)整顯微鏡焦躁和燈光入手,調(diào)整之后仍然不清楚,則要分別轉動物鏡和目鏡,并分別移動鏡內(nèi)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,然后卸下,用張纖脫脂棉沾無水酒精擦拭干凈。
3.對于出現(xiàn)這種情況的原因是由于壓頭,測量顯微鏡、工作臺三者軸心不同所造成的,只要按照說明書按順序分別調(diào)整下就可以了。
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