W-20型韋氏硬度計(jì)
一.概 述
W-20型韋氏硬度計(jì)參照ANSI/ASTM B64787標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造。同時(shí)符合有色金屬行業(yè)YS/T420－2000《鋁合金韋氏硬度試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)的一種通用型鋁合金檢測(cè)儀器。W-20外型輕巧，便于攜帶，讀數(shù)直觀、快捷。特別適用于鋁合金生產(chǎn)廠現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)加工好的產(chǎn)品或試樣的硬度。產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門也可使用該儀器，檢測(cè)鋁合金批發(fā)、零售市場(chǎng)中的產(chǎn)品質(zhì)量。
W-20型韋氏硬度計(jì)主要由手柄、壓針、負(fù)荷彈簧、表頭等幾部分組成。其工作原理是：負(fù)荷彈簧產(chǎn)生的試驗(yàn)力通過壓針施加到被測(cè)試樣中，壓針在試樣中的深度取決于試樣的硬度，并可通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在表盤上顯示出來。儀器在表盤設(shè)有20個(gè)刻度。這些刻度可以按附表換算成維氏硬度值。
W-20型韋氏硬度計(jì)可以用于檢查工件有無熱處理及熱處理效果，判定工件力學(xué)性能是否合格；用于確定工件是否為不適宜的合金成份加工而成，間接判定材料合金成分是否合格；通過對(duì)韋氏硬度計(jì)和臺(tái)式硬度計(jì)及拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，可以確定某種產(chǎn)品的韋氏硬度合格值，利用這一數(shù)值，既可以在生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝控制，也可以作為產(chǎn)品出廠合格檢驗(yàn)和驗(yàn)收檢驗(yàn)的依據(jù)。
二.適用范圍及技術(shù)要求
1. W-20型韋氏硬度計(jì)適用于檢測(cè)鋁合金試樣的硬度，硬度范圍為40HV－110HV。
2.表盤指示的刻度從0－20，讀數(shù)越高，試樣的硬度越大。
3. W-20型韋氏硬度計(jì)的精度為±0.5個(gè)刻度。
4.壓針與砧座之間距為6mm，試樣的厚度不應(yīng)大于此數(shù)。
5.凡厚度超過1mm小于或等于6mm的試樣，其表面平整、干凈，截面積大于 25×25mm，都可用來檢測(cè)。
6.儀器應(yīng)在清潔、無振動(dòng)的環(huán)境中使用，周圍應(yīng)無腐蝕性介質(zhì)。
三.儀器的組成及工作原理
W-20型韋氏硬度計(jì)由上、下手柄、壓針組件及砧座等組成。而壓針組件中包括壓針、壓針套筒、調(diào)荷螺母、負(fù)荷彈簧、表頭、導(dǎo)向銷及復(fù)位彈簧等。見圖一。壓下手柄時(shí)，所有這些部件作為一個(gè)整體移向砧座。
W-20型韋氏硬度計(jì)工作原理如下：當(dāng)握緊上、下手柄時(shí)，壓針和壓針套筒一起壓向被測(cè)試樣。壓針先與被測(cè)試樣接觸，而后，隨著握緊力的增大，壓針一方面被壓入試樣中，另一方面，由于試樣的阻力，使壓針又退回壓針套筒中的一部分。這時(shí)，壓針的支撐面即與壓針套筒的內(nèi)端面脫離接觸，使負(fù)荷彈簧的試驗(yàn)力全部作用到壓針上。壓針在試樣中的深度取決于試樣的硬度。壓針在試樣中的深度變化通過杠桿帶動(dòng)表頭上的指針，使其指示出該試樣的硬度值。調(diào)荷螺母的作是用來調(diào)節(jié)負(fù)荷彈簧的試驗(yàn)力大小。導(dǎo)向銷和復(fù)位彈簧一起作用，使未加力時(shí)，壓針組件恢復(fù)到原始位置。
對(duì)于特別硬的試樣，加力后，壓針將全部退入壓針套筒，直至其與壓針套筒平齊。這是壓針的zui大行程。此時(shí)，表頭上的指針指示值為20。對(duì)于特別軟的試樣，壓針將全部壓入試樣中，而不會(huì)向壓針套筒內(nèi)退回，這樣表頭上的指針將無變化，其指示值仍為0。
四.儀器的使用方法
1.將平整、干凈的試樣或被測(cè)件放在壓針與砧座之間，被測(cè)面應(yīng)面向壓針。
2.握住上、下手柄，平穩(wěn)，均勻地加力，直至感到上，下手柄已壓到底為至。此時(shí)，壓針套筒端面已緊緊壓在被測(cè)件上。雖然還可以施加更大的力，但是已經(jīng)沒有必要，而且也不會(huì)影響讀數(shù)。因?yàn)橛捕戎祵⑼耆Q于負(fù)荷彈簧的試驗(yàn)力。
3.從表頭上讀出硬度值，到±0.5個(gè)刻度。讀數(shù)時(shí)，仍需握緊手柄，以防引起讀數(shù)誤差。在測(cè)量較軟的試樣中，表頭中的讀數(shù)，會(huì)隨著加力時(shí)間的延長，而有輕微的下降現(xiàn)象。這是由于材料的彈性形變?cè)斐傻摹儆谡，F(xiàn)象。由于讀數(shù)顯示得很快，所以應(yīng)以讀數(shù)的zui大值為準(zhǔn)。
五.儀器的校正
W-20型韋氏硬度計(jì)的校正分為滿刻度校正和負(fù)荷彈簧校正兩部分。滿刻度校正是為儀器提供一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，該儀器基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在滿刻度20的位置（允許偏差±0.5HW）。校正方法是，當(dāng)壓針緊壓在砧座上時(shí)，調(diào)節(jié)滿刻度調(diào)節(jié)螺釘，使指針指在20的位置。負(fù)荷彈簧校正是為儀器提供以上標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)就是標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的硬度值。校正方法是，用隨儀器附帶的扳手調(diào)整調(diào)荷螺母，使當(dāng)壓針壓緊在標(biāo)準(zhǔn)試片上時(shí)，指針?biāo)傅目潭扰c標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的硬度值一致（允許偏差±0.5HW）。
校正方法：
1.在未測(cè)試樣、鉗口空著的條件下，握緊上、下手柄加力，直至壓針套筒端面完全落到砧座上。繼續(xù)握緊手柄，同時(shí)用一把小螺絲刀調(diào)節(jié)位于表部頂部的滿刻度調(diào)節(jié)螺釘，如圖二所示，直到指針指到滿刻度20為止（到±0.5HW），然后放開手柄。
2.將標(biāo)準(zhǔn)硬度塊置于砧座和壓針之間，緊握手柄，施加足夠的壓力，讀取表頭讀數(shù)。如果表頭的讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的硬度值相同（允許偏差±0.5HW），儀器就校正好了。
3. 如果表頭讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的硬度值不符就應(yīng)該將儀器拆開，露出調(diào)荷螺母，以便對(duì)負(fù)荷彈簧的試驗(yàn)力進(jìn)行調(diào)節(jié)。儀器的拆卸方法是：旋下支撐螺釘，將下手柄取下來，再從壓針套筒上取下表頭，這時(shí)可以從壓針套筒內(nèi)看到調(diào)荷螺母，用扳手旋動(dòng)螺母，即可改變負(fù)荷彈簧的試驗(yàn)力，如圖三所示。如果在步驟2中的讀數(shù)小于標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的硬度值，說明彈簧的壓力過大，應(yīng)反時(shí)針旋松螺母。反之，應(yīng)順時(shí)針旋緊螺母。螺母每旋轉(zhuǎn)1/4圈，會(huì)使刻度改變1～3格。
4.調(diào)節(jié)后重新裝上儀器試驗(yàn)。重復(fù)上述步驟即可將儀器調(diào)準(zhǔn)。
校正中的注意事項(xiàng)：
1.滿刻度調(diào)節(jié)螺釘出廠前已經(jīng)調(diào)定，以便消除壓針，壓針套筒及表頭制造分散性造成的累計(jì)誤差。這個(gè)螺釘切勿隨便調(diào)整，除非發(fā)生了下述情況：
(1)更換了新的壓針。
(2)更換了新的表頭。
(3)長期使用后壓針發(fā)生了磨損，在壓針壓到砧座上時(shí)指針已偏離了滿刻度點(diǎn)。
應(yīng)提醒操作人員：每隔一段時(shí)間（1～2周），檢查一次滿刻度數(shù)值，以便確認(rèn)壓針是否發(fā)生了磨損，如果滿刻度數(shù)值已經(jīng)發(fā)生偏移，應(yīng)進(jìn)行一次滿刻度校正。校正之后，調(diào)節(jié)螺釘就不要再隨便動(dòng)了。必須注意：不得利用調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘?shù)霓k法來校正標(biāo)準(zhǔn)硬度塊上的讀數(shù)。當(dāng)滿度點(diǎn)無法調(diào)到20時(shí)，說明已發(fā)生故障或壓針發(fā)生嚴(yán)重磨損，此時(shí)應(yīng)更換壓針。更換壓針后如滿度點(diǎn)仍無法調(diào)到刻度20，說明儀器發(fā)生故障，此時(shí)應(yīng)將儀器寄回制造廠維修。
2.操作者應(yīng)經(jīng)常利用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊對(duì)儀器的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查。如發(fā)現(xiàn)偏差，應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)荷螺母進(jìn)行校正。使用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊時(shí)，應(yīng)只使用其上表面。安放標(biāo)準(zhǔn)硬度塊時(shí)，應(yīng)使壓針避開有壓痕的部位。因?yàn)閴汉鄣倪吚鈱⒂绊憠横樤谠嚻砻娴膲喝肷疃龋瑥亩绊憸y(cè)量的準(zhǔn)確性。備用的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊可到制造廠家購買。
3. 更換壓針后，在用調(diào)荷螺母對(duì)負(fù)荷彈簧的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，在感覺到負(fù)荷彈簧的阻力后，只要將螺母再旋緊一圈左右即可。初次裝調(diào)時(shí)，切勿使負(fù)荷彈簧的壓力過大，以防壓針損壞。備用的壓針可到制造廠家購買。
六.儀器使用注意事項(xiàng)
1. W-20型韋氏硬度計(jì)的砧座與壓針是有相同的硬度，因此，時(shí)禁止“空打”，否則壓針易受損壞。
2.儀器表頭作為一個(gè)整體部件，不得再行拆卸。如需維修，應(yīng)寄回制造廠修理。
3.儀器壓針與被測(cè)件壓緊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，不要扭動(dòng)被測(cè)件，否則會(huì)使壓針損壞或折斷。
4.從時(shí)效爐中取出的材料不能馬上測(cè)量，應(yīng)待溫度降到100℃以下時(shí)方可進(jìn)行測(cè)量。否則會(huì)因材料對(duì)壓針的退火作用而降低壓針硬度。從而減小壓針的使用壽命。
七.維護(hù)與保養(yǎng)
W-20型韋氏硬度計(jì)屬于儀器，其使用壽命主要決定于使用方法是否正確及維護(hù)保養(yǎng)是否及時(shí)妥善。使用中應(yīng)注意以下諸點(diǎn)：
1.防污損。儀器在使用中應(yīng)經(jīng)常用軟布擦拭，除去附著在儀器表面上，特別是砧座和套筒支承面上的灰塵和污物，特別要防止從表盤縫隙或壓針周圍進(jìn)入污物，從上述部位大量進(jìn)入污物后會(huì)影響測(cè)量精度或造成故障。
2.防銹蝕。盡管儀器的所有部件都做了防銹處理，但是如果維護(hù)不當(dāng)或在不注意維護(hù)的條件下在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)長期使用，也有可能會(huì)使部分部件發(fā)生銹蝕。使用中應(yīng)注意，除經(jīng)常擦拭外，特別要注意防止沾水，許多部件遇水后會(huì)銹蝕，表頭內(nèi)進(jìn)水后會(huì)發(fā)生銹死并使儀器報(bào)廢。
3.防跌落。本儀器由許多部件構(gòu)成，如果發(fā)生跌落，將造成某些部件的性損壞。
4.勿拆卸。本儀器測(cè)量精度的保證，依賴于一些部件的良好配合。這種配合非專業(yè)人員是難以掌握的。因此，除校正中準(zhǔn)許拆卸的部件外，不得再進(jìn)行拆卸，否則會(huì)給您帶來麻煩。
八.影響測(cè)量精度的因素
1.試樣。試樣表面應(yīng)做清潔處理，試樣上的污物，特別是細(xì)砂粒可能會(huì)影響測(cè)量精度。
2.靈敏度。儀器在刻度4以下和17以上范圍內(nèi)，靈敏度明顯降低，測(cè)量精度也隨之降低。此時(shí)應(yīng)考慮使用其他型號(hào)硬度計(jì)。
3.試樣邊緣。測(cè)試時(shí)，測(cè)量點(diǎn)到試樣邊緣的距離應(yīng)大于5mm。靠近試樣邊緣測(cè)量會(huì)影響測(cè)量精度。
4.相鄰壓痕。測(cè)試時(shí)應(yīng)注意兩相鄰壓痕之間的距離應(yīng)不小于9mm，否則，前一個(gè)壓痕對(duì)后一次測(cè)量的精度將產(chǎn)生影響。
5.氧化膜。堅(jiān)硬的氧化膜盡管很薄，對(duì)型材硬度測(cè)量的精度也會(huì)產(chǎn)生影響，經(jīng)驗(yàn)表明，厚度為10～15μm的膜層將會(huì)使硬度測(cè)量值偏高0.5 HW。
6.涂層。各種涂層都會(huì)嚴(yán)重影響材料硬度的測(cè)量精度，因此，要求用砂紙或溶劑除掉涂層之后再進(jìn)行硬度測(cè)量。
7.操作。操作不當(dāng)會(huì)影響測(cè)量精度。
(1)使用中應(yīng)注意經(jīng)常檢查儀器的準(zhǔn)確型，核對(duì)儀器滿度點(diǎn)（20HW）和校準(zhǔn)點(diǎn)（15HW）是否失準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)不準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)校正。
(2)測(cè)量時(shí)試樣表面應(yīng)與壓針垂直，試樣底部應(yīng)與砧座線接觸，否則將會(huì)產(chǎn)生誤差。
(3)測(cè)試時(shí)應(yīng)一次施加足夠握力，緩慢加力將造成測(cè)量值偏低。
(4)在測(cè)試過程中，應(yīng)避免試樣扭動(dòng)，否則將造成誤差并損壞壓針。
九.儀器的存放
1.儀器應(yīng)避免在潮濕、有腐蝕性氣體的環(huán)境中存放。
2.儀器應(yīng)避免在有強(qiáng)振動(dòng)的環(huán)境中存放。
十. W-20型韋氏硬度計(jì)成套性
1.W－20型韋氏硬度計(jì)一臺(tái)
2.標(biāo)準(zhǔn)硬度塊一塊
3.專用扳手一個(gè)
4.使用說明書一份
5.產(chǎn)品合格證及保修卡一份
6.儀器包裝盒一件
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