W-20型韦氏硬度计
一.概 述
W-20型韦氏硬度计参照ANSI/ASTM B64787标准设计、制造。同时符合有色金属行业YS/T420－2000《铝合金韦氏硬度试验方法》标准的一种通用型铝合金检测仪器。W-20外型轻巧，便于携带，读数直观、快捷。特别适用于铝合金生产厂现场检测加工好的产品或试样的硬度。产品质量监督检验部门也可使用该仪器，检测铝合金批发、零售市场中的产品质量。
W-20型韦氏硬度计主要由手柄、压针、负荷弹簧、表头等几部分组成。其工作原理是：负荷弹簧产生的试验力通过压针施加到被测试样中，压针在试样中的深度取决于试样的硬度，并可通过传动机构在表盘上显示出来。仪器在表盘设有20个刻度。这些刻度可以按附表换算成维氏硬度值。
W-20型韦氏硬度计可以用于检查工件有无热处理及热处理效果，判定工件力学性能是否合格；用于确定工件是否为不适宜的合金成份加工而成，间接判定材料合金成分是否合格；通过对韦氏硬度计和台式硬度计及拉伸试验机进行对比试验，可以确定某种产品的韦氏硬度合格值，利用这一数值，既可以在生产线上对产品进行工艺控制，也可以作为产品出厂合格检验和验收检验的依据。
二.适用范围及技术要求
1. W-20型韦氏硬度计适用于检测铝合金试样的硬度，硬度范围为40HV－110HV。
2.表盘指示的刻度从0－20，读数越高，试样的硬度越大。
3. W-20型韦氏硬度计的精度为±0.5个刻度。
4.压针与砧座之间距为6mm，试样的厚度不应大于此数。
5.凡厚度超过1mm小于或等于6mm的试样，其表面平整、干净，截面积大于 25×25mm，都可用来检测。
6.仪器应在清洁、无振动的环境中使用，周围应无腐蚀性介质。
三.仪器的组成及工作原理
W-20型韦氏硬度计由上、下手柄、压针组件及砧座等组成。而压针组件中包括压针、压针套筒、调荷螺母、负荷弹簧、表头、导向销及复位弹簧等。见图一。压下手柄时，所有这些部件作为一个整体移向砧座。
W-20型韦氏硬度计工作原理如下：当握紧上、下手柄时，压针和压针套筒一起压向被测试样。压针先与被测试样接触，而后，随着握紧力的增大，压针一方面被压入试样中，另一方面，由于试样的阻力，使压针又退回压针套筒中的一部分。这时，压针的支撑面即与压针套筒的内端面脱离接触，使负荷弹簧的试验力全部作用到压针上。压针在试样中的深度取决于试样的硬度。压针在试样中的深度变化通过杠杆带动表头上的指针，使其指示出该试样的硬度值。调荷螺母的作是用来调节负荷弹簧的试验力大小。导向销和复位弹簧一起作用，使未加力时，压针组件恢复到原始位置。
对于特别硬的试样，加力后，压针将全部退入压针套筒，直至其与压针套筒平齐。这是压针的zui大行程。此时，表头上的指针指示值为20。对于特别软的试样，压针将全部压入试样中，而不会向压针套筒内退回，这样表头上的指针将无变化，其指示值仍为0。
四.仪器的使用方法
1.将平整、干净的试样或被测件放在压针与砧座之间，被测面应面向压针。
2.握住上、下手柄，平稳，均匀地加力，直至感到上，下手柄已压到底为至。此时，压针套筒端面已紧紧压在被测件上。虽然还可以施加更大的力，但是已经没有必要，而且也不会影响读数。因为硬度值将完全取决于负荷弹簧的试验力。
3.从表头上读出硬度值，到±0.5个刻度。读数时，仍需握紧手柄，以防引起读数误差。在测量较软的试样中，表头中的读数，会随着加力时间的延长，而有轻微的下降现象。这是由于材料的弹性形变造成的。属于正常现象。由于读数显示得很快，所以应以读数的zui大值为准。
五.仪器的校正
W-20型韦氏硬度计的校正分为满刻度校正和负荷弹簧校正两部分。满刻度校正是为仪器提供一个基准点，该仪器基准点设在满刻度20的位置（允许偏差±0.5HW）。校正方法是，当压针紧压在砧座上时，调节满刻度调节螺钉，使指针指在20的位置。负荷弹簧校正是为仪器提供以上标准点，这个标准点就是标准硬度块的硬度值。校正方法是，用随仪器附带的扳手调整调荷螺母，使当压针压紧在标准试片上时，指针所指的刻度与标准硬度块的硬度值一致（允许偏差±0.5HW）。
校正方法：
1.在未测试样、钳口空着的条件下，握紧上、下手柄加力，直至压针套筒端面完全落到砧座上。继续握紧手柄，同时用一把小螺丝刀调节位于表部顶部的满刻度调节螺钉，如图二所示，直到指针指到满刻度20为止（到±0.5HW），然后放开手柄。
2.将标准硬度块置于砧座和压针之间，紧握手柄，施加足够的压力，读取表头读数。如果表头的读数与标准硬度块的硬度值相同（允许偏差±0.5HW），仪器就校正好了。
3. 如果表头读数与标准硬度块的硬度值不符就应该将仪器拆开，露出调荷螺母，以便对负荷弹簧的试验力进行调节。仪器的拆卸方法是：旋下支撑螺钉，将下手柄取下来，再从压针套筒上取下表头，这时可以从压针套筒内看到调荷螺母，用扳手旋动螺母，即可改变负荷弹簧的试验力，如图三所示。如果在步骤2中的读数小于标准硬度块的硬度值，说明弹簧的压力过大，应反时针旋松螺母。反之，应顺时针旋紧螺母。螺母每旋转1/4圈，会使刻度改变1～3格。
4.调节后重新装上仪器试验。重复上述步骤即可将仪器调准。
校正中的注意事项：
1.满刻度调节螺钉出厂前已经调定，以便消除压针，压针套筒及表头制造分散性造成的累计误差。这个螺钉切勿随便调整，除非发生了下述情况：
(1)更换了新的压针。
(2)更换了新的表头。
(3)长期使用后压针发生了磨损，在压针压到砧座上时指针已偏离了满刻度点。
应提醒操作人员：每隔一段时间（1～2周），检查一次满刻度数值，以便确认压针是否发生了磨损，如果满刻度数值已经发生偏移，应进行一次满刻度校正。校正之后，调节螺钉就不要再随便动了。必须注意：不得利用调整调节螺钉的办法来校正标准硬度块上的读数。当满度点无法调到20时，说明已发生故障或压针发生严重磨损，此时应更换压针。更换压针后如满度点仍无法调到刻度20，说明仪器发生故障，此时应将仪器寄回制造厂维修。
2.操作者应经常利用标准硬度块对仪器的准确性进行检查。如发现偏差，应调节调荷螺母进行校正。使用标准硬度块时，应只使用其上表面。安放标准硬度块时，应使压针避开有压痕的部位。因为压痕的边棱将影响压针在试片表面的压入深度，从而影响测量的准确性。备用的标准硬度块可到制造厂家购买。
3. 更换压针后，在用调荷螺母对负荷弹簧的压力进行调节时，在感觉到负荷弹簧的阻力后，只要将螺母再旋紧一圈左右即可。初次装调时，切勿使负荷弹簧的压力过大，以防压针损坏。备用的压针可到制造厂家购买。
六.仪器使用注意事项
1. W-20型韦氏硬度计的砧座与压针是有相同的硬度，因此，时禁止“空打”，否则压针易受损坏。
2.仪器表头作为一个整体部件，不得再行拆卸。如需维修，应寄回制造厂修理。
3.仪器压针与被测件压紧进行测试时，不要扭动被测件，否则会使压针损坏或折断。
4.从时效炉中取出的材料不能马上测量，应待温度降到100℃以下时方可进行测量。否则会因材料对压针的退火作用而降低压针硬度。从而减小压针的使用寿命。
七.维护与保养
W-20型韦氏硬度计属于仪器，其使用寿命主要决定于使用方法是否正确及维护保养是否及时妥善。使用中应注意以下诸点：
1.防污损。仪器在使用中应经常用软布擦拭，除去附着在仪器表面上，特别是砧座和套筒支承面上的灰尘和污物，特别要防止从表盘缝隙或压针周围进入污物，从上述部位大量进入污物后会影响测量精度或造成故障。
2.防锈蚀。尽管仪器的所有部件都做了防锈处理，但是如果维护不当或在不注意维护的条件下在生产现场长期使用，也有可能会使部分部件发生锈蚀。使用中应注意，除经常擦拭外，特别要注意防止沾水，许多部件遇水后会锈蚀，表头内进水后会发生锈死并使仪器报废。
3.防跌落。本仪器由许多部件构成，如果发生跌落，将造成某些部件的性损坏。
4.勿拆卸。本仪器测量精度的保证，依赖于一些部件的良好配合。这种配合非专业人员是难以掌握的。因此，除校正中准许拆卸的部件外，不得再进行拆卸，否则会给您带来麻烦。
八.影响测量精度的因素
1.试样。试样表面应做清洁处理，试样上的污物，特别是细砂粒可能会影响测量精度。
2.灵敏度。仪器在刻度4以下和17以上范围内，灵敏度明显降低，测量精度也随之降低。此时应考虑使用其他型号硬度计。
3.试样边缘。测试时，测量点到试样边缘的距离应大于5mm。靠近试样边缘测量会影响测量精度。
4.相邻压痕。测试时应注意两相邻压痕之间的距离应不小于9mm，否则，前一个压痕对后一次测量的精度将产生影响。
5.氧化膜。坚硬的氧化膜尽管很薄，对型材硬度测量的精度也会产生影响，经验表明，厚度为10～15μm的膜层将会使硬度测量值偏高0.5 HW。
6.涂层。各种涂层都会严重影响材料硬度的测量精度，因此，要求用砂纸或溶剂除掉涂层之后再进行硬度测量。
7.操作。操作不当会影响测量精度。
(1)使用中应注意经常检查仪器的准确型，核对仪器满度点（20HW）和校准点（15HW）是否失准。发现不准应及时校正。
(2)测量时试样表面应与压针垂直，试样底部应与砧座线接触，否则将会产生误差。
(3)测试时应一次施加足够握力，缓慢加力将造成测量值偏低。
(4)在测试过程中，应避免试样扭动，否则将造成误差并损坏压针。
九.仪器的存放
1.仪器应避免在潮湿、有腐蚀性气体的环境中存放。
2.仪器应避免在有强振动的环境中存放。
十. W-20型韦氏硬度计成套性
1.W－20型韦氏硬度计一台
2.标准硬度块一块
3.专用扳手一个
4.使用说明书一份
5.产品合格证及保修卡一份
6.仪器包装盒一件
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