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介紹一下維氏硬度計的校準方法

更新時間:2025-08-01      點擊次數:102
維氏硬度計的校準是保證測量精度的關鍵,核心在于通過對加載力、壓痕測量系統、工作臺平整度等核心部件的校驗與調整,確保硬度值誤差控制在標準允許范圍內。以下是具體的校準方法與操作要點:
 
為什么要校準?避免這些常見誤差
 
維氏硬度計的測量原理是通過特定加載力將金剛石壓頭壓入試樣,測量壓痕對角線長度計算硬度(HV=0.1891×F/d²,F為加載力,d為對角線平均值)。若加載力不準、壓頭磨損或測量系統偏差,會直接導致結果失真。例如:
 
加載力實際值比設定值大10%,可能使硬度值偏高8%-12%;
 
壓痕測量系統誤差0.5μm,對10μm的壓痕而言,硬度計算誤差可達10%以上。
 
校準前的準備:工具與環境要求
 
環境要求:溫度20±2℃,濕度45%-75%,避免振動(如遠離沖床、空壓機)和氣流干擾(關閉風扇、門窗),確保儀器開機預熱30分鐘以上。
 
分步校準:從核心部件到整體精度
 
1.加載力的校準:確保“力”的準確性
 
校驗步驟:
 
選擇3個常用加載力(如1kgf、5kgf、10kgf,對應9.807N、49.03N、98.07N);
 
將力值標準裝置(如力傳感器)連接到壓頭下方,啟動硬度計施加對應力值,記錄儀器顯示值與標準裝置的差值;
 
若誤差超過±1%(GB/T4340.1標準要求),需調整加載系統:
 
機械杠桿式:通過調節配重砝碼或杠桿支點位置;
 
電子加載式:進入校準模式,用標準力值重新標定(如輸入實際測量的5.05kgf,儀器自動修正為5.00kgf)。
 
注意:加載過程需無沖擊(觀察力值曲線應平滑上升),若出現加載力波動超過±0.5%,需檢查液壓系統漏油(液壓式)或電機驅動故障(電子式)。
 
2.壓痕測量系統的校準:解決“看”的偏差
 
放大倍數校準:
 
將顯微鏡測微計(已知刻度值,如每格10μm)置于工作臺上,通過硬度計的目鏡或攝像頭觀察;
 
測量測微計上10格的顯示長度,若標準100μm實際顯示為102μm,說明放大倍數偏大2%,需通過軟件或目鏡刻度環調整至誤差≤0.5%。
 
十字線對準校準:
 
用標準硬度塊壓出清晰壓痕,旋轉工作臺90°后重新測量同一對角線,若兩次讀數差超過0.5μm,需調整十字線與工作臺旋轉中心的同心度(松開目鏡固定螺絲微調)。
 
3.壓頭的檢查與校準:避免“壓”的失真
 
外觀檢查:用200倍顯微鏡觀察金剛石壓頭的棱邊,若出現崩缺、磨損(棱邊變圓)或表面劃傷,需更換壓頭(新壓頭的兩棱邊夾角應為136°±30′)。
 
壓痕形狀校驗:用標準硬度塊(如HV300)在5kgf加載力下壓制壓痕,測量兩對角線長度d1和d2,若d1/d2偏差超過2%,說明壓頭安裝傾斜或已損壞,需重新安裝或更換。
 
4.工作臺與主軸垂直度校準:保證“放”的平穩
 
將水平儀置于工作臺面,分別在X、Y軸方向測量,若水平度偏差超過0.05mm/m,通過調節儀器底部調平螺絲校正;
 
用垂直度檢具(如帶百分表的直角尺)檢查主軸(壓頭軸線)與工作臺面的垂直度,若偏差超過0.03mm/100mm,需松開主軸固定螺母微調至合格。
 
5.整體精度驗證:用標準塊最終確認
 
選擇3塊不同硬度范圍的標準硬度塊(如HV100、HV500、HV1000),在常用加載力下(如1kgf、10kgf)各測量3次;
 
計算每次測量值與標準塊標稱值的誤差,若所有誤差均≤±3%(二級標準塊要求),則校準合格;
 
若某一范圍誤差超標,需回溯檢查對應加載力或壓痕測量系統(例如HV100誤差大,可能是小加載力不準;HV1000誤差大,可能是壓頭磨損)。
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