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显微硬度计的机器种类及功能介绍

发布时间:2019-03-13 16:46:27  阅读:
显微硬度计可以视为由金相显微镜和硬度压入装置两部分组成。金相显微镜用来观察和确定试件的 测定部位,并测量压痕的对角线,压人装置是在
显微硬度计可以视为由金相显微镜和硬度压入装置两部分组成。金相显微镜用来观察和确定试件的 测定部位,并测量压痕的对角线,压人装置是在一定的负荷下将压头压人选定的部位。根据硬度计的压人装置和显微镜的组合特点,显微硬度计可分为共轴式和异轴式两类。共轴式 典 型的如哈纳门显微硬度计,它的压头装在物镜的正中。异轴式的压头和显微镜的物镜是分开的,载物台可 旋转或水平移动,先用显微镜观察选择好试验部位后,将载物台转到硬度计的压头下,加负荷得到压痕后 又转回到原来的位置,通过显微镜测量装置测量其对角线长度。异轴式显微硬度计是发展主流,除专用附 件性质显微硬度计外,均为异轴式硬度计。随着科学技术的发展,显微硬度计经历了由手动操作到半自动 操作(自动加载、自动卸载),到压痕、硬度值数显测试,到电脑半自动操作(载物台自动步进、压痕自测、触 摸屏操作、报告自动生成等)的过程。哈纳门(Hanem ann)型显微硬度计哈纳门型显微硬度计是典型的共轴式显微硬度计,均作为大型卧式金相显微镜上的专用附件。
显微硬度计的机器种类及功能介绍
 
1、工作原理
哈纳门型显微硬度计,实际上是一个专门设计的特殊物镜。其压头、加荷机构与物镜组合成为一体,
 
在物镜前透镜的中 心.镶嵌着一个超 小的维氏金刚石压头(图7- 24中1),它的底边只有〇.8_长。为 了镶嵌这一压头,前透镜较普通物镜为大,是一个特殊设计的复 消色差物镜,其放大倍数有30倍、32倍两种。物镜本身由两个叶 片弹簧(图中3)支悬在镜体中 心。这两个叶片弹簧就是加荷机构 的加力部件,当压头与试样接触后,由于试样固定,压头受力使叶 片弹簧下压,弹簧的反作用力通过维氏压头加在试样上。在试样 上加的力越大,弹簧被压下的距离也就越大。维氏压头在试样上 所加力的大小,根据胡克定律,可以直接用物镜下沉的距离来指 示。标尺(图中12)就是测量物镜下沉的标尺。当物镜被压下时。
显微硬度计的机器种类及功能介绍
显微硬度计的机器种类及功能介绍
镶嵌在透镜后面的棱镜随着下沉,照射在标尺 上的光线亦下移。在目镜中可以观察到标尺刻度向上移动。
在操作前,必 须先求得负荷与标尺刻度的对应关系。操作时将 哈纳门型显微硬度计装在金相显微镜物镜镜座上,更换目镜筒并装 上测微目镜。在目镜中可以看到负荷标尺的刻度。借调整圈7、8的 转动,调节标尺刻度的位置与清晰程度,使零点对准测微目镜中的横 线。然后在物镜顶上分别加上不同重量的校正砝码。记录物镜被压 下的距离,得到相的关系曲线。
 
显微硬度计的机器种类及功能介绍
 
此外,压痕的中 心也需要对准。哈纳门型显微硬度计特殊物镜 是不能移动的,所以只能移动测徽目镜中十字线来对准压痕的中 心。 测微目镜上装有调节螺钉两只,即为此目的而设置。调节好以后勿 再移动,因移动会影响负荷标尺零点的位置。
 
2、操作方法与注意事项
首先将哈纳门硬度计装置于大型卧式显微镜物镜座上。更换目 镜筒并装上测微目镜。将试样倒放在载物台上并使它压紧,按一般显微镜使用方法进行观察和调焦,使金 相组织清晰显现。金相组织观察到以后,移动载物台,把需要测定硬度的部位对准十字线中 心,然后借粗 调下降载物台,使维氏锥体逐渐趋近试样,负荷标尺的刻度清晰映现,待维氏锥体压人试样表面,标尺刻度 随即上升。根据预先制作的标尺读数与载荷的关系曲线(见图7-25)上的标尺读数,在试样上加上一定的 负荷(靠叶片弹簧的弹力)。加载荷时宜缓慢,应控制在10s?15s之间逐渐加上。加荷后作短期停留(约 5s),然后上升载物台,使试样与物镜中 心压头脱离。聚焦后观察金相组织与印痕,并通过目镜和测微尺测 定压痕对角线长虔,然后据此计算或查表得显微硬度值。
哈纳门型显微硬度计精 确度较高,载荷范围为〇• 004 9N(0. 5gf)至0. 980 7N(1⑻gf)。因其构造精细, 使用或拿动时应特别小心,切勿使之受到振动。
显微硬度计的机器种类及功能介绍
显微硬度计的机器种类及功能介绍
3、早期手动显微硬度计
早期国内应用较多的该类显微硬度计有 HX-1型、631型和ITMT-3型3种,后期发展 的有?1乂-200型(见图7-26),其结构、原理基 本相同。这类显微硬度计由机座、载物台、金 相显微镜、升降机构等组成。载物台可以沿主 轴旋转一个很大的角度。由显微镜观测到的 组织通过载物台的旋转,恰好转到金刚石压头 的下边,使加试验力后在选定组织的目标部分 得到一个显微硬度压痕,将载物台转回到原来 的位置后,可通过显微镜的测量装置——目镜 测微尺测出压痕对角线长度。
显微硬度计的机器种类及功能介绍
 
4、仪器的负荷机构是重要的一部分。安 装在臂架上、与物镜相对称(图7-27)。主杆有 两片弹簧支持着,在它的下端装着一个很小的 维氏锥体压头。荷重砝码套在主杆的中部。 主杆平时由托板托住。在加负荷的时候,借手 柄反时针方向的旋转而使托板离开,主杆随即 下降,负荷就直接加到磨面上。要使在磨面上 所加的荷重就是砝码的重量,必 须按规程对荷 重机构进行调整,要求不加砝码时无压痕,而 加0. 004 9N(0. 5gf)荷重时可见超 小压痕。
测试目镜的形式很多。结构虽略有差别,但测量方法基本上是一致的。
 
显微镜目镜的读数方式,有内读式,及内外读联合 式,图7-28(a)(d)(e)等。它们的瞄准及读数方式不同,测量结果受测量显微镜测微螺杆的加工精度、微 分筒及分划板的刻线精度影响。


显微硬度计的机器种类及功能介绍



 
5、数显式显微硬度计
随机电一 体化技术发展,显微硬度计的压头加载(速度)、保载时间、卸载 (速度)均实现自动化,其中保载时间可选(一般5s?30s),该类设备国内有71 型等显微硬度计。进人电子技术发展时期后,数显数控等技术很快用于显微 硬度计:加载速度可调,保载时间可调(Is?99s自选),压痕手动测量后可数 显测量数值及硬度值。载荷也从0.098N(10gf)?1. 96N(0.2kgf)扩展至 9.8N(lkgf)。公司MH系列显微硬度计。该类硬度计不仅具有 上述功能,还具有自转塔台(镜头、压头台)、数据统计处理、触摸屏操作等
 
 
6、半自动硬度测量的显微硬度计(恒仪硬度计&金相制样设备 )
随着信息技术发展,CCD图像处理系统引人显微硬度计,实现对压痕的 自动测量,尤其图像识别方法采用了先进的算法分析来判别压痕形状,从而精 确测量压痕。采用该系统可大大降低人为操作(测、读)误差,同时还实现硬度值处理、保存、判断等。该类硬度计一般配置自动载物台,在方向可按设定自动步进,实现硬度梯度自 动定位打点(压痕)。有的仪器的载物台在z方向实现自动对焦,进一步保证自动试验,半自动测值,并能 提供出硬度梯度的曲线显微硬度计的机器种类及功能介绍


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