萬能硬度計是材料科學和工業檢測中至關重要的精密儀器,用于測定金屬、塑料、橡膠等材料的硬度值。其工作原理基于壓痕法,通過將特定形狀的壓頭在標準試驗力作用下壓入材料表面,測量壓痕尺寸或深度來計算硬度值。常見的硬度標尺包括洛氏(HR)、布氏(HBW)、維氏(HV)等,不同標尺適用于不同硬度范圍和材料類型。

一、操作流程規范
1.開機預熱:接通電源后,打開萬能硬度計主機電源開關,部分精密儀器需預熱15-30分鐘,待儀器自檢完成且顯示正常后方可操作。根據被測材料特性選擇合適的硬度標尺和試驗力,設置保荷時間(通常2-200秒)。
2.樣品準備:試樣表面應平整光潔,無污物、氧化皮、凹坑及顯著加工痕跡。試樣厚度不小于6mm,尺寸應保證同一表面至少測試3個點,每個測試點中心距及邊緣距離不小于10mm。圓柱形試樣必須使用V形槽試臺,異形試樣需配備專用夾具固定。
3.測試操作:將試樣平穩放置于砧座或專用夾具上,緩慢轉動升降手輪使樣品表面接觸壓頭。施加初試驗力(如10kgf)消除表面粗糙度影響,待小指針指到紅點后,施加主試驗力并保持規定時間。卸除主試驗力后,從指示器上讀取硬度值,HRC讀黑色數字,HRB讀紅色數字。每個試樣應在不同位置至少測試3個點,取平均值作為最終結果。
二、關鍵注意事項
1.校準要求:使用前必須用標準硬度塊對硬度計進行校準,標準塊自標定日起一年內有效,且不能兩面使用。更換壓頭或砧座時,接觸部位要擦拭干凈,換好后需用標準鋼樣測試幾次,直到連續兩次所得硬度值相同為止。設備調整后,第一個測試點不宜采用,待儀器處于正常運行狀態后再進行正式測試。
2.操作規范:加載前檢查加載手柄是否放在卸載位,加載時動作要輕穩,不得用力過猛。加載完畢手柄應放在卸載位置,避免儀器長期處于負荷狀態發生塑性變形。測試過程中試樣不得移動,確保試驗力垂直施加于試樣上。對于形狀復雜的試件,要選用相應形狀的墊塊固定后方可測試。
3.環境控制:硬度測試應在室溫(23±5)℃范圍內進行,周圍環境應清潔、無震動、無腐蝕性介質,相對濕度不大于65%。試樣在測試前應在實驗室標準溫度下調節至少5小時(橡膠)或16小時(塑料)。
4.維護保養:使用完畢后,應擦凈壓頭、砧座、夾具等附件,妥善存放于專用包裝盒內。定期在絲杠與手輪接觸面注入少量縫紉機油,保持活動部位潤滑。設備應按JJG304-89規定,定期送計量檢定單位檢定,建議每月用標準硬度塊進行一次期間核查。
三、數據異常處理
當測試結果出現異常時,應分析可能原因:壓頭是否損壞、砧座是否清潔、試樣表面是否平整、試驗力是否準確等。若硬度計示值誤差較大,可檢查工作臺與絲杠接觸面是否清潔,絲杠保護套是否頂起工作臺。設備本身會產生兩種偏差:零件變形、移動造成的誤差,以及硬度參數超出規定標準造成的誤差,需通過標準塊校準消除。
通過規范操作和定期維護,萬能硬度計能夠為材料性能評估提供準確可靠的測試數據,在材料研究、質量控制和產品開發等領域發揮重要作用。