氧化膜的硬度测试及方法研究
·
为了提高铝合金部件的耐磨性能，延长其使用寿命，对铝合金进行硬质阳极氧化处理，试验表明，正确进行氧化膜厚度及硬度测试是确保硬质氧化顺利进行的关键。
1.
影响路合金硬质阳极氧化膜性能的因素
在低温条件下，通过可细微调节的微脉冲直流电，电解液主要分为硫酸介质，进行铝合金活塞硬质阳极氧化处理，在铝合金工件表面获得厚度
≥0.04mm
、硬度
≥350HV
的耐磨损抗腐蚀的氧化膜。
氧化膜硬度是影响膜层耐磨性能的决定因素，其次是氧化膜厚度。其硬度不仅与铝合金材质及氧化处理工艺有关，还和氧化膜厚度直接相关。但研究发现，氧化膜并非越厚越好。氧化膜厚度厚道一定程度后，硬度反而下降。同时在生产中也不希望氧化膜太厚，否则易导致氧化膜龟裂，从而减低氧化膜与基本金属的附着力，影响铝合金的力学性能。因此，准确测定氧化膜的厚度就成为提高氧化膜性能的关键。
2.
氧化膜厚度与硬度测试系统设计与试验
作为一种破坏性检验方法，氧化膜硬度试验所得到的数据应有较好的重现性、精确度，即可比性要强。而影响测试结果的因素有很多，若测得的显微硬度值在较大范围内波动，或者与工艺预期值相差悬殊，那么就失去了试验为生产服务的目的。
由不同牌号的铝合金氧化膜厚度与硬度试验结果（见表
1
）可以看出，氧化膜厚度与硬度测试系统设计对保证铝及其合金氧化的顺利进行甚为重要。为此推荐采用
HV-1000Z
自动转塔显微维氏硬度计以及
HVS-1000Z
数显自动转塔显微维氏硬度计作为测试氧化膜硬度、厚度的主要测试设备。在系统设计中，着重做到以下要求。（详细请咨询：上海皆准仪器设备有限公司）
（
1
）制备符合技术要求的试样，要求操作人员熟悉试验仪器的性能并做到操作规范，合理确定测试点的位置及选用载荷，对试验数据进行规划化处理。
（
2
）制作专用试样夹具，保证氧化膜试样截面与测试仪器的垂直度，以提高测试精度。
表
1
不同材料氧化膜厚度与硬度测试试验及数据
材料牌号
氧化膜厚度
/mm
显微硬度
/HV
工业纯铝
0.03~0.07
≥800
LF21
0.07~0.12
≥600
ZL401
0.03~0.07
≥350
ZL402
0.07~0.12
≥300
LD2
0.03~0.07
≥350
LD5
0.07~0.12
≥300
HV-1000Z
自动转塔显微维氏硬度计
产品介绍：
HV-1000Z
自动转塔显微硬度计
采用壳体整体浇铸加工，打孔对位采用一刀式直通，保证了各孔位的同心度同轴度，为机器的高精度及高稳定性垫定了良好的基础，硬度计光源采用南光金相显微镜上专用高清晰成像光源系统，光场亮度均匀清晰，从而减小了打印压痕的测量误差。操作界面采用菜单式结构，可在操作面板上选择硬度标尺
HV
或
HK
，测试的硬度值，手动输入显示。可进行各种硬度值相互转换。
硬度值的误差可通过软件输入进行修正，使硬度值更精确的符合要求。
应用范围：
适用于黑色金属、有色金属、
IC
薄片、表面涂层、层压金属；玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石等炭化层和淬火硬化层的深度及梯度的硬度测试。
HV-1000Z
自动转塔显微硬度计
具有在测试时压头与物镜相互切换，测试点自动定位精确。
技术规格
硬度标尺
维氏、努氏
试验力
10-25-50
-100-200-300-500-1000gf
试验力选择
手动
执行标准
符合
EN-ISO6507
、ASTM E384&E92
和JIS
标准 加卸载方式
自动
保荷时间
0-60
秒可调
转塔
自动
测微目镜倍数
10X
测量分辨率
0.5
μ
m (
鼓轮读数)
物镜放大倍数
10X 40X
总放大倍数
100X
（观察）
400X
（测量） 测量范围
150
μ
m
光通道
双通道
/CCD
滤光镜
绿色
光源
卤素灯（亮度可调节）
硬度值分辨率
0.1
个维氏单位
硬度转换
布氏、洛氏、表面洛氏
试件最大高度
90mm
中心线处深度
120mm
XY
试台尺寸
100X100mm
XY
试台移动距离
25X25mm
XY
试台最小位移数
0.01mm
工作温度
23
±
5
℃ 工作湿度
<65%
主机尺寸
530mmX290mmX490mm
硬度计净重
40Kg
电源
220V 2A 50-60HZ
*
软件为选配件：
自动硬度计测量软件简介
一、
用途
适用于钢铁生产、船舶制造、汽车制造、飞机制造、高压容器，电利器件、轴承、标准件、五金纺织配件和仪器仪表配件等各种与金属材料制品有关的生产企业。
利用
该软件
提供的分析结果，可使企业质量控制更具有科学依据，提高企业管理水平和对外形像，是企业从事科技新产品开发，产品质量监控的有效工具。
该软件亦可作为与金属材料有关的科研单位、制造工厂、大专院校等部门从事理论教学、实验分析和基础科学研究的有效工具。
二、功能：
计算机测量图象分析系统精确修正和梯度图示。也可目镜测量。输出测量数据
,
图象
,
金相图形
,
及硬度梯度图
,
可打印或保存
.
、该机是电脑微机测量系统与硬度试验计相结合的测量图象分析系统。
*
通过软件对信号的转换，测量出试验压痕的硬度值。
*
可以对维氏、布氏、努氏、渗碳层、氮化层等进行试验。
*
对压痕图像可以进行对比度、光亮度等的调节。
*
对于光洁度不好的试样所得的压痕可以进行边缘检测操作。
*
压痕可以
2
×的放大，以便更好的测量出试验值。
*
对图像文件和数据文件可以分别作打开、存储、打印报告为中英文、数据可转入
Excel
文挡等处理。
*
能随时查看数据文件和图像文件，数据文件采用表格和曲线的形式打印。
*
根据需要可以选择高倍或低倍物镜。
*
支持
WIN9X
、
WIN2000
、
WINXP
等操作系统。可配置于各种显微硬度计，
各种维氏
/
努氏硬度计
.
并附带测量长度、角度攻能、可作简单
投影仪使用。
三、成套性：
1
、图像传感摄像机
（日本索尼芯片彩色
1/3
”高清
CCD700
线
））
（标配）
日本高清
JVC
摄像头
（高配）选配
2
、图像捕捉卡
高分辨率图像实时采集卡
SDK2000
型二次开发软件包（标配）
高分辨率图像实时采集卡
SDK3000
型二次开发软件包（高配）
3.
适配镜 及接口
4
、自动硬度测量软件
（
2012
版） （标配）
多台同控制测量软件 （多功能版） （高配）
5
．微机和打印机：当前主流配置联保品牌机 （选购）
详细请咨询
:
上海皆准仪器设备有限公司
