В твердомере Виккерса используется алмазный индентор, который вдавливается в поверхность образца под определенным усилием. После выдержки заданного времени снимается испытательное усилие, измеряется длина диагонали отпечатка, после чего значение твердости по Виккерсу (HV) рассчитывается по формуле.
Эффект давления головы вниз
- Приложение испытательной силы: Процесс прижима головки является ключевым этапом для передачи заданной испытательной силы (например, 1 кгс, 10 кгс и т. д.) на поверхность испытуемого материала через индентор.
- Формирование отпечатка: Под давлением индентор оставляет на поверхности материала четкий алмазный отпечаток, а твердость рассчитывается путем измерения длины диагонали отпечатка.
Этот метод широко используется при измерении твердости металлических материалов, тонких листов, покрытий и т. д., поскольку он обладает широким диапазоном испытательной силы и малым вдавливанием, что делает его подходящим для точных измерений.
В отличие от настольных твердомеров с подъемным механизмом, преимуществом конструкции с «прижиманием головки» является рациональность логики работы и механической конструкции, подробности приведены ниже.
1. Более удобное управление, соответствие привычкам взаимодействия человека и машины.
В конструкции с прижимающей головкой оператор может напрямую разместить образец на неподвижном рабочем столе и выполнить контакт и загрузку индентора головкой вниз, без частой регулировки высоты рабочего стола. Такая логика работы «сверху вниз» больше подходит для традиционных методов работы, особенно удобна для новичков, позволяет сократить трудоемкие этапы размещения и выравнивания образца и уменьшить количество ошибок, связанных с человеческим фактором.
2. Более высокая устойчивость при нагрузке, более высокая точность измерений.
Конструкция, прижимающая головку индентора, обычно использует более жесткий механизм нагружения (например, прецизионные винтовые стержни и направляющие). При приложении испытательной силы вертикальность и скорость нагружения индентора легче контролировать, что позволяет эффективно снизить механическую вибрацию или смещение. Для прецизионных материалов, таких как тонкие листы, покрытия и мелкие детали, такая стабильность позволяет избежать деформации при вдавливании, вызванной нестабильной нагрузкой, и значительно повысить точность измерения.
3. Более широкая адаптивность образцов.
Для образцов большего размера, неправильной формы или большего веса конструкция с опускающейся головкой не требует чрезмерной нагрузки на верстак или ограничений по высоте (верстак может быть зафиксирован), и требует лишь обеспечения возможности размещения образца на верстаке, что более «терпимо» к размерам образца. Конструкция с поднимающимся верстаком может быть ограничена несущей способностью и ходом подъема верстака, поэтому ее трудно адаптировать к большим или тяжелым образцам.
4. Лучшая воспроизводимость измерений.
Стабильный метод нагружения и удобный процесс эксплуатации позволяют снизить погрешность, вызванную различиями в действиях человека (например, отклонением выравнивания при подъеме верстака). При многократном измерении одного и того же образца состояние контакта между индентором и образцом становится более стабильным, повторяемость данных улучшается, а надежность результатов повышается.
В заключение, твердомер Виккерса с опущенной головкой обладает большими преимуществами в удобстве, стабильности и адаптивности благодаря оптимизации логики работы и механической конструкции, и особенно подходит для точного контроля материалов, тестирования образцов различных типов или высокочастотных испытаний.
Дата публикации: 16 июля 2025 г.
