為什么要校準？避免這些常見誤差

 

維氏硬度計的測量原理是通過特定加載力將金剛石壓頭壓入試樣，測量壓痕對角線長度計算硬度（HV=0.1891×F/d²，F為加載力，d為對角線平均值）。若加載力不準、壓頭磨損或測量系統偏差，會直接導致結果失真。例如：

 

加載力實際值比設定值大10%，可能使硬度值偏高8%-12%；

 

壓痕測量系統誤差0.5μm，對10μm的壓痕而言，硬度計算誤差可達10%以上。

 

校準前的準備：工具與環境要求

 

環境要求：溫度20±2℃，濕度45%-75%，避免振動（如遠離沖床、空壓機）和氣流干擾（關閉風扇、門窗），確保儀器開機預熱30分鐘以上。

 

分步校準：從核心部件到整體精度

 

1.加載力的校準：確保“力”的準確性

 

校驗步驟：

 

選擇3個常用加載力（如1kgf、5kgf、10kgf，對應9.807N、49.03N、98.07N）；

 

將力值標準裝置（如力傳感器）連接到壓頭下方，啟動硬度計施加對應力值，記錄儀器顯示值與標準裝置的差值；

 

若誤差超過±1%（GB/T4340.1標準要求），需調整加載系統：

 

機械杠桿式：通過調節配重砝碼或杠桿支點位置；

 

電子加載式：進入校準模式，用標準力值重新標定（如輸入實際測量的5.05kgf，儀器自動修正為5.00kgf）。

 

注意：加載過程需無沖擊（觀察力值曲線應平滑上升），若出現加載力波動超過±0.5%，需檢查液壓系統漏油（液壓式）或電機驅動故障（電子式）。

 

2.壓痕測量系統的校準：解決“看”的偏差

 

放大倍數校準：

 

將顯微鏡測微計（已知刻度值，如每格10μm）置于工作臺上，通過硬度計的目鏡或攝像頭觀察；

 

測量測微計上10格的顯示長度，若標準100μm實際顯示為102μm，說明放大倍數偏大2%，需通過軟件或目鏡刻度環調整至誤差≤0.5%。

 

十字線對準校準：

 

用標準硬度塊壓出清晰壓痕，旋轉工作臺90°后重新測量同一對角線，若兩次讀數差超過0.5μm，需調整十字線與工作臺旋轉中心的同心度（松開目鏡固定螺絲微調）。

 

3.壓頭的檢查與校準：避免“壓”的失真

 

外觀檢查：用200倍顯微鏡觀察金剛石壓頭的棱邊，若出現崩缺、磨損（棱邊變圓）或表面劃傷，需更換壓頭（新壓頭的兩棱邊夾角應為136°±30′）。

 

壓痕形狀校驗：用標準硬度塊（如HV300）在5kgf加載力下壓制壓痕，測量兩對角線長度d1和d2，若d1/d2偏差超過2%，說明壓頭安裝傾斜或已損壞，需重新安裝或更換。

 

4.工作臺與主軸垂直度校準：保證“放”的平穩

 

將水平儀置于工作臺面，分別在X、Y軸方向測量，若水平度偏差超過0.05mm/m，通過調節儀器底部調平螺絲校正；

 

用垂直度檢具（如帶百分表的直角尺）檢查主軸（壓頭軸線）與工作臺面的垂直度，若偏差超過0.03mm/100mm，需松開主軸固定螺母微調至合格。

 

5.整體精度驗證：用標準塊最終確認

 

選擇3塊不同硬度范圍的標準硬度塊（如HV100、HV500、HV1000），在常用加載力下（如1kgf、10kgf）各測量3次；

 

計算每次測量值與標準塊標稱值的誤差，若所有誤差均≤±3%（二級標準塊要求），則校準合格；

 

若某一范圍誤差超標，需回溯檢查對應加載力或壓痕測量系統（例如HV100誤差大，可能是小加載力不準；HV1000誤差大，可能是壓頭磨損）。