W-20型韋氏硬度計
一.概 述
W-20型韋氏硬度計參照ANSI/ASTM B64787標準設計、制造。同時符合有色金屬行業YS/T420－2000《鋁合金韋氏硬度試驗方法》標準的一種通用型鋁合金檢測儀器。W-20外型輕巧，便于攜帶，讀數直觀、快捷。特別適用于鋁合金生產廠現場檢測加工好的產品或試樣的硬度。產品質量監督檢驗部門也可使用該儀器，檢測鋁合金批發、零售市場中的產品質量。
W-20型韋氏硬度計主要由手柄、壓針、負荷彈簧、表頭等幾部分組成。其工作原理是：負荷彈簧產生的試驗力通過壓針施加到被測試樣中，壓針在試樣中的深度取決于試樣的硬度，并可通過傳動機構在表盤上顯示出來。儀器在表盤設有20個刻度。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；通過對韋氏硬度計和臺式硬度計及拉伸試驗機進行對比試驗，可以確定某種產品的韋氏硬度合格值，利用這一數值，既可以在生產線上對產品進行工藝控制，也可以作為產品出廠合格檢驗和驗收檢驗的依據。
二.適用范圍及技術要求
1. W-20型韋氏硬度計適用于檢測鋁合金試樣的硬度，硬度范圍為40HV－110HV。
2.表盤指示的刻度從0－20，讀數越高，試樣的硬度越大。
3. W-20型韋氏硬度計的精度為±0.5個刻度。
4.壓針與砧座之間距為6mm，試樣的厚度不應大于此數。
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。
6.儀器應在清潔、無振動的環境中使用，周圍應無腐蝕性介質。
三.儀器的組成及工作原理
W-20型韋氏硬度計由上、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、調荷螺母、負荷彈簧、表頭、導向銷及復位彈簧等。見圖一。壓下手柄時，所有這些部件作為一個整體移向砧座。
W-20型韋氏硬度計工作原理如下：當握緊上、下手柄時，壓針和壓針套筒一起壓向被測試樣。壓針先與被測試樣接觸，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，壓針的支撐面即與壓針套筒的內端面脫離接觸，使負荷彈簧的試驗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表頭上的指針，使其指示出該試樣的硬度值。調荷螺母的作是用來調節負荷彈簧的試驗力大小。導向銷和復位彈簧一起作用，使未加力時，壓針組件恢復到原始位置。
對于特別硬的試樣，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，表頭上的指針指示值為20。對于特別軟的試樣，壓針將全部壓入試樣中，而不會向壓針套筒內退回，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、干凈的試樣或被測件放在壓針與砧座之間，被測面應面向壓針。
2.握住上、下手柄，平穩，均勻地加力，直至感到上，下手柄已壓到底為至。此時，壓針套筒端面已緊緊壓在被測件上。雖然還可以施加更大的力，但是已經沒有必要，而且也不會影響讀數。因為硬度值將完全取決于負荷彈簧的試驗力。
3.從表頭上讀出硬度值，到±0.5個刻度。讀數時，仍需握緊手柄，以防引起讀數誤差。在測量較軟的試樣中，表頭中的讀數，會隨著加力時間的延長，而有輕微的下降現象。這是由于材料的彈性形變造成的。屬于正常現象。由于讀數顯示得很快，所以應以讀數的zui大值為準。
五.儀器的校正
W-20型韋氏硬度計的校正分為滿刻度校正和負荷彈簧校正兩部分。滿刻度校正是為儀器提供一個基準點，該儀器基準點設在滿刻度20的位置（允許偏差±0.5HW）。校正方法是，當壓針緊壓在砧座上時，調節滿刻度調節螺釘，使指針指在20的位置。負荷彈簧校正是為儀器提供以上標準點，這個標準點就是標準硬度塊的硬度值。校正方法是，用隨儀器附帶的扳手調整調荷螺母，使當壓針壓緊在標準試片上時，指針所指的刻度與標準硬度塊的硬度值一致（允許偏差±0.5HW）。
校正方法：
1.在未測試樣、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。繼續握緊手柄，同時用一把小螺絲刀調節位于表部頂部的滿刻度調節螺釘，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.將標準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。如果表頭的讀數與標準硬度塊的硬度值相同（允許偏差±0.5HW），儀器就校正好了。
3. 如果表頭讀數與標準硬度塊的硬度值不符就應該將儀器拆開，露出調荷螺母，以便對負荷彈簧的試驗力進行調節。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，這時可以從壓針套筒內看到調荷螺母，用扳手旋動螺母，即可改變負荷彈簧的試驗力，如圖三所示。如果在步驟2中的讀數小于標準硬度塊的硬度值，說明彈簧的壓力過大，應反時針旋松螺母。反之，應順時針旋緊螺母。螺母每旋轉1/4圈，會使刻度改變1～3格。
4.調節后重新裝上儀器試驗。重復上述步驟即可將儀器調準。
校正中的注意事項：
1.滿刻度調節螺釘出廠前已經調定，以便消除壓針，壓針套筒及表頭制造分散性造成的累計誤差。這個螺釘切勿隨便調整，除非發生了下述情況：
(1)更換了新的壓針。
(2)更換了新的表頭。
(3)長期使用后壓針發生了磨損，在壓針壓到砧座上時指針已偏離了滿刻度點。
應提醒操作人員：每隔一段時間（1～2周），檢查一次滿刻度數值，以便確認壓針是否發生了磨損，如果滿刻度數值已經發生偏移，應進行一次滿刻度校正。校正之后，調節螺釘就不要再隨便動了。必須注意：不得利用調整調節螺釘的辦法來校正標準硬度塊上的讀數。當滿度點無法調到20時，說明已發生故障或壓針發生嚴重磨損，此時應更換壓針。更換壓針后如滿度點仍無法調到刻度20，說明儀器發生故障，此時應將儀器寄回制造廠維修。
2.操作者應經常利用標準硬度塊對儀器的準確性進行檢查。如發現偏差，應調節調荷螺母進行校正。使用標準硬度塊時，應只使用其上表面。安放標準硬度塊時，應使壓針避開有壓痕的部位。因為壓痕的邊棱將影響壓針在試片表面的壓入深度，從而影響測量的準確性。備用的標準硬度塊可到制造廠家購買。
3. 更換壓針后，在用調荷螺母對負荷彈簧的壓力進行調節時，在感覺到負荷彈簧的阻力后，只要將螺母再旋緊一圈左右即可。初次裝調時，切勿使負荷彈簧的壓力過大，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
1. W-20型韋氏硬度計的砧座與壓針是有相同的硬度，因此，時禁止“空打”，否則壓針易受損壞。
2.儀器表頭作為一個整體部件，不得再行拆卸。如需維修，應寄回制造廠修理。
3.儀器壓針與被測件壓緊進行測試時，不要扭動被測件，否則會使壓針損壞或折斷。
4.從時效爐中取出的材料不能馬上測量，應待溫度降到100℃以下時方可進行測量。否則會因材料對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.維護與保養
W-20型韋氏硬度計屬于儀器，其使用壽命主要決定于使用方法是否正確及維護保養是否及時妥善。使用中應注意以下諸點：
1.防污損。儀器在使用中應經常用軟布擦拭，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入污物，從上述部位大量進入污物后會影響測量精度或造成故障。
2.防銹蝕。盡管儀器的所有部件都做了防銹處理，但是如果維護不當或在不注意維護的條件下在生產現場長期使用，也有可能會使部分部件發生銹蝕。使用中應注意，除經常擦拭外，特別要注意防止沾水，許多部件遇水后會銹蝕，表頭內進水后會發生銹死并使儀器報廢。
3.防跌落。本儀器由許多部件構成，如果發生跌落，將造成某些部件的性損壞。
4.勿拆卸。本儀器測量精度的保證，依賴于一些部件的良好配合。這種配合非專業人員是難以掌握的。因此，除校正中準許拆卸的部件外，不得再進行拆卸，否則會給您帶來麻煩。
八.影響測量精度的因素
1.試樣。試樣表面應做清潔處理，試樣上的污物，特別是細砂粒可能會影響測量精度。
2.靈敏度。儀器在刻度4以下和17以上范圍內，靈敏度明顯降低，測量精度也隨之降低。此時應考慮使用其他型號硬度計。
3.試樣邊緣。測試時，測量點到試樣邊緣的距離應大于5mm。靠近試樣邊緣測量會影響測量精度。
4.相鄰壓痕。測試時應注意兩相鄰壓痕之間的距離應不小于9mm，否則，前一個壓痕對后一次測量的精度將產生影響。
5.氧化膜。堅硬的氧化膜盡管很薄，對型材硬度測量的精度也會產生影響，經驗表明，厚度為10～15μm的膜層將會使硬度測量值偏高0.5 HW。
6.涂層。各種涂層都會嚴重影響材料硬度的測量精度，因此，要求用砂紙或溶劑除掉涂層之后再進行硬度測量。
7.操作。操作不當會影響測量精度。
(1)使用中應注意經常檢查儀器的準確型，核對儀器滿度點（20HW）和校準點（15HW）是否失準。發現不準應及時校正。
(2)測量時試樣表面應與壓針垂直，試樣底部應與砧座線接觸，否則將會產生誤差。
(3)測試時應一次施加足夠握力，緩慢加力將造成測量值偏低。
(4)在測試過程中，應避免試樣扭動，否則將造成誤差并損壞壓針。
九.儀器的存放
1.儀器應避免在潮濕、有腐蝕性氣體的環境中存放。
2.儀器應避免在有強振動的環境中存放。
十. W-20型韋氏硬度計成套性
1.W－20型韋氏硬度計一臺
2.標準硬度塊一塊
3.專用扳手一個
4.使用說明書一份
5.產品合格證及保修卡一份
6.儀器包裝盒一件
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