VH系列维氏硬度计使用与维护手册 使用与维护手册 上海恒一精密仪器有限公司 使用须知 在使用之前完全理解这本操作手册对于维护用户的安全和提高工作效率，更好 地发挥仪器的性能是非常必要的。 在本手册中，

　　标志用来保护用户和机器的安全的。 !注意 1. 本公司对没有注意操作手册提示而产生的损害不担保，使用者将负全部责任。 2. 本公司对为特殊用途而购买和安装机器的用户，在使用中产生直接或间接的损 害不担保。 3. 如果本产品的用户通过变卖设备而改变，请将手册一并转交。 4. 如果本产品的操作手册丢失或损坏，请与本公司联系。 警告 本手册中的技术规格或其他若有改变恕不通知。 对于本手册操作提示之外的错误操作产生的任何损坏，我们将不负责。 目 录 1． 综述……………………………………………………………3 2． 测试原理………………………………………………………4 3． 包装……………………………………………………………5 4． 仪器特点………………………………………………………6 5． 附件……………………………………………………………7 6.技术规格………………………………………………………8 7.外观与部件名称………………………………………………9 8.仪器安装………………………………………………………10 9.操作说明………………………………………………………12 10.测试程序………………………………………………………15 11.调试与维护……………………………………………………19 12.测量时的注意事项……………………………………………23 13.维修服务呼叫…………………………………………………27 维氏 (Vickers)硬度测试方法较其它硬度测试方法有三个显著的优点 : A.对匀质材料测试时，加载力的大小变化对测得的硬度值变化不大 ; B.在同一测试条件下，硬度测试范围广 ; C.由于测试压痕小，在很小的测试范围内，可进行多点测量。由于加载力小对薄样 品和有一定厚度的涂层也可以测试。几十微米的压痕在一定概念上，可以理解 为无损检测。 由于维氏硬度测试方法的上述特点，它被广泛应用于金属材料和金属部件的硬 度测试上。因而在航空、航天、汽车、兵器、船舶、冶金钢铁、有色金属、铁道、机床、轻工机械等行业的硬度测试中显微硬度法得到了极广泛的应用。 VH 系列维氏硬度计就是为上述目的而制造的材料硬度测试仪器。它除了测量维 氏硬度以外，还可以另配努氏（Knoop ）压头进行努氏硬度测量。努氏（Knoop ）硬 度测试 ，对一些薄样品、窄样品以及一些要求在较小范围内进行多密点测量的样品 测试有独到之处。另对于一些脆性超硬样品的测试也极有优势。 2． 测试原理 (1)维氏硬度（Vickers Hardness ） 维氏硬度表示是使用一个面夹角为 136度的倒金字塔式四棱锥金刚石压头，用 一定的测试载荷作用在样品表面上形成压痕后算得的一个值，如下面方程式所示利 用压痕对角线长度可得到压痕的表面积，进而推算出维氏硬度值： HV ： 维氏硬度 F ： 测试载荷 (牛顿 ) S ： 压痕的表面积 (平方毫米 ) d ： 压痕对角线的算术平均值 (毫米 ) ： 金刚石压头的面夹角 (度 ) (2)努氏硬度 ( Knoop Hardness ) 努氏硬度表示是使用一个面夹角分别为 172.5度和 130度的长菱形金刚石压头，用一定的测试载荷作用在样品表面上形成压痕后算得的一个值。如下面的方程式所 示，利用压痕长对角线可得到压痕的投影面积，进而推算出努氏硬度值： HK ： 努氏硬度 F ： 测试载荷 (牛顿 ) A ：压痕的投影面积 (平方毫米 ) C ：从 计算 A 的系数 d ：压痕的长对角线.包装 纸箱(上部) 完整包装 0 纸箱底部 聚苯乙烯泡沫 (用丁固定主体) 4.仪器的特点 4-1 VH-500系列 ⚫液晶触摸屏显示 5.7英寸高亮320×240分辨率液晶屏显示，显示信息丰富，在主测试画面下除显示D1、D2、HV、等基本信息外，还直观显示亮度值、塔台位置、时间等辅助信息，液晶屏操作更直观、更便捷。 ⚫打压动画显示 能清楚的看到打压的每个进程（压头下降、正在保载、压头上升、打压完成）。 ●亮度等级可设定 可分为（1-32）32种亮度等级，以满足在不同条件下对灯光的不同要求。 ⚫自动返回主画面功能 在非打压画面下，超过2分钟不进行触摸屏的操作，将自动返回主测试画面。 ⚫动画菜单操作 直观的动画菜单，配合相应文字的显示，使用起来得心应手。 ●中英文操作界面支持 即时切换支持中英文操作界面。 ⚫自动转塔台 通过打压按键，一个自动转塔台装置将完成加载的一系列操作。打完压痕后，测量物镜会 自动回到中心位置。 ●方便的参数设置 硬度机的工作参数及系统参数即可在本机设置，又可在计算机上设置。 ⚫强大的数据浏览功能及数据输出打印 可以在液晶屏上浏览已测量记录的详细信息（序号、D1、D2值、硬度值、测试标准、保载 时间等），并可进行单条打印、单条删除、全打印、全部删除操作。 ⚫可以扩展成半自动的系统 若选装如自动载物台、个人计算机等多种配件，MH 系列可以升级成多种不同程度的自动控 制系统。 5．附件 （1）标准附件 序号 项目 数量 序号 项目 数量 1 60mm直径载物台 1 10 / / 2 / / 11 压头罩（内装） 1 3 标准测试块（700HV10） 1 12 仪器罩 1 4 标准测试块（400HV5） 1 13 / / 5 金刚石压头HV(内装) 1 14 备用保险 200-240V 2A 2 6 测量显微目镜电子型 10倍 1 15 电源线倍（内装） 1 17 辅助工具 1 9 水平调整脚 4 18 附件箱 1 表 1 6．技术规格 型号 VH-5L VH-500 测试载荷 牛（N）：9.807/19.61/29.42/49.03/98.07/196.1/294.2/490.3 千克力（Kgf）：1/2/3/5/10/20/30/50 加载机构 自动加载和卸载 加载速度 50-100微米/秒 保压时间 5-99秒 转塔台机构 自动转塔台 金刚石压头 标准 维氏压头（HV） 选配件 / 物镜 标准 2物镜（20倍和 10倍） 测量显微目镜 类型 电子型 10倍 最大测量长度 在 100倍下：900微米/在 200倍下：450微米 最小分度 0.01微米 样品最大高度 200毫米 样品最大深度 160毫米 可测试参数 HV/HK 硬度值转换 符合中国GB1172-99 操作面 板 薄膜按键（LCD显示） 加载开始/零位设定/保载时间/灯光调节/转换标尺/塔台位置/数据清除及删除/转换植选择/光路切换（MH-6L/60）/打印 LCD触摸屏 加载开始/零位设定/保载时间/灯光调节/转换标尺/塔台位置/ 数据处理（浏览删除打印）/系统设置（测试条件语言通讯工厂设置等） 数值显示 D1值/D2值/HV-HK指示/硬度值/转换值载荷值/保载时间/测试次数/塔台位置显示 通讯接口数据打印输出 RS232C /并行口测量数据及数理统计值—最大值/最小值/偏差值/平均值/均方差 光源 12伏/5瓦 精度 符合中国计量检定规程 JJG151-2006，国家标准GB/T 4340.2-99 ISO/DIS6507-2，日本标准 JIS B-7734及美国标准ASTM E-384 照相装置 可安装摄像系统（选配件） 尺寸/重量 宽 226×深 560×高 660毫米/约 72公斤（包括标准附件） 电源提供 单相AC 220伏 50/60赫兹 表 3 7.外观与部件名称 图 1 8. 仪器安装 (1)由于维氏硬度计使用的是较小的载荷，为避免外部振动在工作范围内对测试产 生影响，请选择稳定的放置。一些振动会导致硬度计产生错误的测试结果，我 们建议使用防振台。 (2)请将硬度计放在稳定的台面上。 (3)将四个水平调整脚 (19)拧入硬度计下面的内螺纹孔中。 (4)卸下顶盖 (14)，取出用于运输的主杠杆垫 。 (5)卸下后盖。 (7)装配砝码吊杆。28 ~ 35 a.在运输过程中，砝码分为 A 和 B 两个单元包装，分别放于一个纸箱内。 （图 8-1） b.把 B 单元从 A 单元的顶部插入到底部，使全部砝码形成一个整体。 （图 8-2） (8)将装配好的砝码 28 ~ 35挂到主杠杆上，不要有任何震动。 (9)在盖上后盖和顶盖前，以四个水平调整脚 (19)调整硬度计为水平状态。对于此项 调整，旋转载荷选择钮使砝码 (35)与砝码托盘同心。 （图 8-3） (10)盖上顶盖和后盖。 塔台的转动 （1）检察两个物镜是否紧固，不可松动。 （2）电源线与硬度计连接，并要插在符合要求的电源上。（电源要求：单 向交流电 220伏 50 / 60赫）。 （3）打开硬度计上的电源开关，它在硬度计背板下方，（见图 5）。 （4）在硬度计的液晶触摸屏控制面板 (或 LED 面板 )上按 10X 物镜按键。检查塔台运转是否正常。 9. 操作说明 9-1 液晶触摸屏系列（VH-500） 一．主画面： 打开硬度计开关，液晶屏被点亮，在MH－600下，塔台会自动转动到 40X 物镜下；在MH－600D下，塔台自动转到维氏40X物镜下，塔台的当前位置对应的液晶屏的按钮 会反色显示，如下图所示： MH－600D的主画面 模式：显示当前的模式，如数据处理、系统设置等； 处理：进入数据处理画面； 3 设置：进入系统设置画面； 努氏40倍物镜：按下之后塔台旋转到努氏40倍物镜处，到位之后按钮会反色显示； 5 保载时间：显示当前的保载时间，按下之后可设置保载时间，设置范围：1～99秒； 加载力值：显示当前的力值大小和力值单位，按下之后可改变力值单位 可选择的单位有：gf、kgf、N、mN； 7 维氏10倍物镜：按下之后塔台旋转到维氏10倍物镜处，到位之后按钮会反色显示； 显示压痕的对角线长度，在努氏测试模式下，只有D1值有效； 维氏压头按钮：按下之后塔台旋转到维氏压头处，到位之后按钮会反色显示； 测试模式：选择测试模式，有维氏和努氏两种； 硬度值：显示当前的硬度值； 判定结果：显示硬度值的判定结果，如高、中、低，按下之后可以更改上限值和 下限值； 维氏 40倍物镜：按下之后塔台旋转到维氏10倍物镜处，到位之后按钮会反色显示； 转换值：转换后的硬度值，有 HV 、HK 、HBS 、HRC 、30N 五种转换值 记录数：显示已测量记录数和最大存储记录数。按下此处可以删除全部记录； 努氏压头按钮：按下之后塔台旋转到努氏压头处，到位之后按钮会反色显示； 亮度条：调节硬度机背光亮度，同时显示亮度值和亮度等级； 18加载按钮：按下之后将完成打压的全过程； 19清零按钮：按下之后 D1和 D2的显示值将清零； 时间：显示当前时间。 9-2 液晶显示屏及 LED 控制面板 (VH5L) （1）数据结果显示区域。 （2）保载时间调整，按“+”“-”键以一秒递增减小保载时间。 （3）光路亮度调整，按“+”“-”键以递增减小光强。 （4）按“HV 、HK和 HRC”维氏测量与努氏测量的转换，及HRC的转换值。 （5）按“CLR”键，清除全部数据。 （6）按“DEL”键，删除一个数据。 （7）按“ZERO”键，调整测量线内相切后，按此键数据清零。 （8）按“维氏压痕”键，HV压头在工作位置，按“努氏压痕”键，HK压头在工作 位置。 （9）按“40X”键，40倍物镜在工作位置，按“10X”键，10倍物镜在工作位置。 （10）按“Read”键，对压痕对角线）按“START”键，将设置好的载荷和保载时间，进行打压。。 （12）按“PRINT”键，连接指定品牌的打印机，便可打印数据报告。 10. 测试 打压痕 (1) 打开硬度计，把样品放在物台上。当您不能把样品固定在一个位置上 时，请用夹具将其固定，使测试期间样品不能移动。 (2) 慢慢转动物台升降手柄，使样品表面聚焦到焦面上。为了调焦，请升 起载物台接近 X40倍物镜，然后通过测量显微镜的目镜观察并同时降 低样品直到使样品表面聚焦。（样品表面与物镜的工作距离约 0.54mm ） (3) 按液晶触摸屏控制面板上的视场亮度按键，把样品图像的背景光调节 到适当亮度。 注意：背景光亮度适当为好，过亮会减少灯泡寿命。 (4) 按液晶触摸屏控制面板上的保载时间按键调整保载时间。 (5) 按 HV/HK 键选择测量标准（HV:维氏，HK:努氏）;选择后，HV 或 HK 的提示会显示在液晶屏上。 (6) 旋转目镜，直到目镜中的两条刻度线) 移动两条刻度线直至相切，而后按“清零”按键把 D1与 D2清零。刻 度线的错误是没有切上；图 8的错误是刻度线的相 对位置错误；图 9的错误是刻度线部分重合了。） 图 (8) 移动载物台确定样品表面想要测的位置。 (9) 现在可以准备测试样品 a.维氏硬度测量 维氏硬度值的测量需测压痕的两个对角线) 通过测量显微镜确定压痕的位置，并调节载物台的升降台使得压痕边 缘清晰。 2) 旋转测量显微镜左边测量旋钮，使左边测量线内侧面刚 好碰到压痕的左边菱形顶角。(见图 11) 3) 旋转测量显微镜右边测量旋钮调右面测量线的内侧 面刚好碰到压痕的右边菱形顶角。（见图 12） 图 12 4) 按编码器上的读数按钮，同时 D1的尺寸将显示在液晶屏控制面板的 D1的窗口中，最小单位 0.01微米。 5) 90度旋转测量显微镜，测量 D2尺寸。用与第（2）步相同的方法使测量线内侧面刚好碰到菱形底角。 （见图 13） 6) 用与第（3）步相同的方法使测量线内侧面刚好碰到 菱形对角线) 按编码器上的读数钮，同时 D2的尺寸将显示在液晶屏控制面板的 D2的窗口中，最小单位 0.01微米。同时 CPU 按计算公式计算出 D1和 D2的平均值，并在硬度值窗口中显示维氏硬度值。其数据会被仪器 存储，测量次数显示增加 1次，最多存储 128组数据；当 128组数据 存满后，面板上的数字会不停地闪烁，提醒您清除不需要的数据。 8) 可以打印数据和测量报告。 9) 更换被测样品，点开记数键，可清除以前被测样品的存储数据； 10)如需照相，转换光路系统，使成像光路进入照相口（照相机需事先连 接好）。 11. 调试与维护 (1)调整光路中心 放测试块，使测试块的表面聚焦。旋下右侧保护盖罩，装上在附件箱内的灯 丝定位管。 松开调节组上、下两旋钮端面螺钉和中间螺杆上的螺帽。开机后，看灯丝定 位管内毛玻璃上的灯丝像（见图 21），旋转上、下两旋钮，改变灯丝像上下、左右的位置，中间螺杆可使灯丝清晰成像。调好后，打压，再进一步调正上、下两旋钮，使整个压痕像照明均匀，亮暗一致，而后拧紧端面螺钉和螺杆螺 帽。（见图 19） 图 21 (2) 更换金刚石压头 图 22 请注意压头的位置。如果您放错了位置（见图 22B ），请松开紧固螺丝，旋转 压头方向直到获得正确的方向，而后拧紧固螺丝。（见图 22 A ）。 (3) 调整压痕到视域中心 旋左侧的测量旋钮，使 ►对准 ◄标记，（见图 23B ）。 然后从目镜观察。刚打的压痕中心应在左侧测量线A ）。 如果您看到压痕不在中心，那么您一定要调中心，从而获得更好的测量结果。 (图A)目镜视场 (图B)测微目镜双测 量 线 如何调压痕到视域的中心。 图 24 图 25 (图A)物镜调正结构图 (图B)仪器左视图 图 26 1) 用内六角的扳手，松开螺钉 2。 2) 在 D1的状态下，压痕的移动方法如下。 下方时：则先松螺钉 1, 3,再同时紧螺钉 2. （见图 26A ） 上方时：则先松螺钉 2, 再同时紧螺钉 1, 3. 左方时：则松螺钉 3并按相同的量拧紧螺钉 1 右方时：则松螺钉 1并按相同的量拧紧螺钉 3 当差别稍小时，则不需先松螺钉，只需紧相应螺钉。 在调试 MH-600时，完成 D1D2转像压痕位置不变时 ,如果压痕不在视场 中心，可松开外壳二个孔内驻螺，改变测微目镜左右位置即可调正。（见 图 26 B ） 3) 调整压痕到中心偏下一些的位移，而后用内六角扳手拧紧螺钉 2，同时锁 紧物镜。 (4) 清除压头灰尘 清除压头上的灰尘对于测量值的准确和压头的保养是很重要的，而由 于加载机构很精密，对压头灰尘的清除应该要很小心。 使用干净的布蘸上和酒精放在样品上。升起载物台，使布的表面 碰到压头罩。而后用压头打压蘸有和酒精的布面，这样就可以达到清除灰 尘的目的。 12. 测量时的注意事项 (1) 样品 (被测工件 ) 1) 样品的位置 样品的表面与压头是在正确的角度上是非常重要的，否则您将不能得到正 菱形压痕。如果加载过程中移动样品也同样得不到正确的压痕。（见图 27） o正确的压痕 X变形的压痕 图 27 2) 样品的表面 显微硬度计是用非常轻的砝码加载于样品的表面，所以样品表面的清洁和 平滑是非常重要的。您需要按对角线m 抛光样品表面。通常，样品用 1000号或金刚砂纸抛光，然后再用带氧化铝溶液的布抛光至镜面一样。我们建议您用专用的抛光机和研磨机。 在样品很小或很薄的情况下，您需要用镶嵌机制成镶嵌件再抛光。 参考： 样品的制备 (1) 切割机 (2) 镶嵌机 (3) 研磨机 (4) 抛光机 样品表面的污渍，油或其它外来颗粒都能引起测试误差。 3) 样品的最小厚度 每个样品都要具有大于压痕深度的几倍的厚度。 维氏硬度测试情况：压痕的深度约是对角线。这样，样品的最小 厚度应是压痕深度的 10倍。 努氏硬度测试情况：压痕的深度约是对角线。那么样品的最小厚度 应大于对角线 由此可见，努氏硬度的测试更适合于测表面变硬的薄层样品。 (2) 测试 1) 载荷 假如没有限定的话，我们建议您用您能够使用的最大载荷，压痕大则测量更 准确。 2) 视域范围 推荐您用视域的 70%以内去测量压痕的对角线) 保载时间 您可以根据您的要求改变保载时间。然而，为了减小震动和样品材料两方面 对精度稳定性的影响，我们推荐您对于黑色金属材料的保载时间不要低于 5秒的保载时间。 4) 压痕间的距离 对于维氏测试的情况，建议两个压痕间的距离至少是对角线长度的四倍。压 痕中心到样品边缘的距离至少是压痕对角线 对于努氏测试的情况，建议两个压痕间的距离是较长对角线倍，或是较短 对角线倍。同时建议压痕中心到样品边缘的距离至少是压痕较长对角线倍。或是压痕较短对角线) 维护硬度计的测试精度 若要保持硬度计的测试精度处于良好状态，每天维护是必要的。 1) 载荷 请定期适当检查载荷旋钮是否转动正常和载荷力是否准确。 2) 压头 压头若使用得当可以有很长的使用寿命。然而也可能由于错误的触摸或其它物 体的碰撞而损坏。 每天使用时需仔细检查压痕以便发现压头是否磨损或损坏。 您可以选择几个不同的载荷观察不同的压痕尺寸，来判断压头是否磨损或损坏。若压痕中心或对角线有反射亮面，则表明压头磨损或损坏，这时您需要更换一 个压头。 3)测量显微镜 测量装置，如测量显微镜和带物镜的转塔台都是经过精密安装的，保持其清洁 是很重要的。测量装置的清洁是硬度计良好测试精度的保证。 轻轻地转动转塔台不要碰到物镜，任何对物镜表面的碰撞都会使视域变得模糊 并使读数产生误差。 应该经常使用干净的布或用蘸的擦拭器擦拭物镜和目镜的表面。一般情况下不需要清洁测量显微镜的内部。 当您认为应该清洁测量显微镜的内部时，请与工厂联系，不要自己动手拆卸。 4)测量精度的日常控制 对显微硬度计来讲，最重要的是准确的读取压痕对角线长度。 您可以使用标准配置中的标准硬度块来测试仪器的精度。 可以在标准块上打几个压痕，并使测出的对角线长度相同。可以得到同样的读数。 一段时间以后，您的读取误差就可以保证在  0.2 m 以内。

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