介绍一下维氏硬度计的校准方法

 

为什么要校准？避免这些常见误差

 

维氏硬度计的测量原理是通过特定加载力将金刚石压头压入试样，测量压痕对角线长度计算硬度（HV=0.1891×F/d²，F为加载力，d为对角线平均值）。若加载力不准、压头磨损或测量系统偏差，会直接导致结果失真。例如：

 

加载力实际值比设定值大10%，可能使硬度值偏高8%-12%；

 

压痕测量系统误差0.5μm，对10μm的压痕而言，硬度计算误差可达10%以上。

 

校准前的准备：工具与环境要求

 

环境要求：温度20±2℃，湿度45%-75%，避免振动（如远离冲床、空压机）和气流干扰（关闭风扇、门窗），确保仪器开机预热30分钟以上。

 

分步校准：从核心部件到整体精度

 

1.加载力的校准：确保“力”的准确性

 

校验步骤：

 

选择3个常用加载力（如1kgf、5kgf、10kgf，对应9.807N、49.03N、98.07N）；

 

将力值标准装置（如力传感器）连接到压头下方，启动硬度计施加对应力值，记录仪器显示值与标准装置的差值；

 

若误差超过±1%（GB/T4340.1标准要求），需调整加载系统：

 

机械杠杆式：通过调节配重砝码或杠杆支点位置；

 

电子加载式：进入校准模式，用标准力值重新标定（如输入实际测量的5.05kgf，仪器自动修正为5.00kgf）。

 

注意：加载过程需无冲击（观察力值曲线应平滑上升），若出现加载力波动超过±0.5%，需检查液压系统漏油（液压式）或电机驱动故障（电子式）。

 

2.压痕测量系统的校准：解决“看”的偏差

 

放大倍数校准：

 

将显微镜测微计（已知刻度值，如每格10μm）置于工作台上，通过硬度计的目镜或摄像头观察；

 

测量测微计上10格的显示长度，若标准100μm实际显示为102μm，说明放大倍数偏大2%，需通过软件或目镜刻度环调整至误差≤0.5%。

 

十字线对准校准：

 

用标准硬度块压出清晰压痕，旋转工作台90°后重新测量同一对角线，若两次读数差超过0.5μm，需调整十字线与工作台旋转中心的同心度（松开目镜固定螺丝微调）。

 

3.压头的检查与校准：避免“压”的失真

 

外观检查：用200倍显微镜观察金刚石压头的棱边，若出现崩缺、磨损（棱边变圆）或表面划伤，需更换压头（新压头的两棱边夹角应为136°±30′）。

 

压痕形状校验：用标准硬度块（如HV300）在5kgf加载力下压制压痕，测量两对角线长度d1和d2，若d1/d2偏差超过2%，说明压头安装倾斜或已损坏，需重新安装或更换。

 

4.工作台与主轴垂直度校准：保证“放”的平稳

 

将水平仪置于工作台面，分别在X、Y轴方向测量，若水平度偏差超过0.05mm/m，通过调节仪器底部调平螺丝校正；

 

用垂直度检具（如带百分表的直角尺）检查主轴（压头轴线）与工作台面的垂直度，若偏差超过0.03mm/100mm，需松开主轴固定螺母微调至合格。

 

5.整体精度验证：用标准块最终确认

 

选择3块不同硬度范围的标准硬度块（如HV100、HV500、HV1000），在常用加载力下（如1kgf、10kgf）各测量3次；

 

计算每次测量值与标准块标称值的误差，若所有误差均≤±3%（二级标准块要求），则校准合格；

 

若某一范围误差超标，需回溯检查对应加载力或压痕测量系统（例如HV100误差大，可能是小加载力不准；HV1000误差大，可能是压头磨损）。