万能硬度计是材料科学和工业检测中至关重要的精密仪器,用于测定金属、塑料、橡胶等材料的硬度值。其工作原理基于压痕法,通过将特定形状的压头在标准试验力作用下压入材料表面,测量压痕尺寸或深度来计算硬度值。常见的硬度标尺包括洛氏(HR)、布氏(HBW)、维氏(HV)等,不同标尺适用于不同硬度范围和材料类型。

一、操作流程规范
1.开机预热:接通电源后,打开万能硬度计主机电源开关,部分精密仪器需预热15-30分钟,待仪器自检完成且显示正常后方可操作。根据被测材料特性选择合适的硬度标尺和试验力,设置保荷时间(通常2-200秒)。
2.样品准备:试样表面应平整光洁,无污物、氧化皮、凹坑及显著加工痕迹。试样厚度不小于6mm,尺寸应保证同一表面至少测试3个点,每个测试点中心距及边缘距离不小于10mm。圆柱形试样必须使用V形槽试台,异形试样需配备专用夹具固定。
3.测试操作:将试样平稳放置于砧座或专用夹具上,缓慢转动升降手轮使样品表面接触压头。施加初试验力(如10kgf)消除表面粗糙度影响,待小指针指到红点后,施加主试验力并保持规定时间。卸除主试验力后,从指示器上读取硬度值,HRC读黑色数字,HRB读红色数字。每个试样应在不同位置至少测试3个点,取平均值作为最终结果。
二、关键注意事项
1.校准要求:使用前必须用标准硬度块对硬度计进行校准,标准块自标定日起一年内有效,且不能两面使用。更换压头或砧座时,接触部位要擦拭干净,换好后需用标准钢样测试几次,直到连续两次所得硬度值相同为止。设备调整后,第一个测试点不宜采用,待仪器处于正常运行状态后再进行正式测试。
2.操作规范:加载前检查加载手柄是否放在卸载位,加载时动作要轻稳,不得用力过猛。加载完毕手柄应放在卸载位置,避免仪器长期处于负荷状态发生塑性变形。测试过程中试样不得移动,确保试验力垂直施加于试样上。对于形状复杂的试件,要选用相应形状的垫块固定后方可测试。
3.环境控制:硬度测试应在室温(23±5)℃范围内进行,周围环境应清洁、无震动、无腐蚀性介质,相对湿度不大于65%。试样在测试前应在实验室标准温度下调节至少5小时(橡胶)或16小时(塑料)。
4.维护保养:使用完毕后,应擦净压头、砧座、夹具等附件,妥善存放于专用包装盒内。定期在丝杠与手轮接触面注入少量缝纫机油,保持活动部位润滑。设备应按JJG304-89规定,定期送计量检定单位检定,建议每月用标准硬度块进行一次期间核查。
三、数据异常处理
当测试结果出现异常时,应分析可能原因:压头是否损坏、砧座是否清洁、试样表面是否平整、试验力是否准确等。若硬度计示值误差较大,可检查工作台与丝杠接触面是否清洁,丝杠保护套是否顶起工作台。设备本身会产生两种偏差:零件变形、移动造成的误差,以及硬度参数超出规定标准造成的误差,需通过标准块校准消除。
通过规范操作和定期维护,万能硬度计能够为材料性能评估提供准确可靠的测试数据,在材料研究、质量控制和产品开发等领域发挥重要作用。