我国硬度计的发展现状及方向

首先对我国硬度计的发展历程、分类以及关键技术等进行了简单的回顾和总结，然后对我国硬度计发展的优势和不足进行了深入思考，Z后提出了当前硬度计行业急需解决的关键技术及今后的发展建议，以期促进我国硬度计行业整体水平的提升，特别是在硬度计的研发制造等方面取得重大突破，推动我国硬度计行业的健康发展。

1、硬度计的分类

硬度计一般可分为静态和动态两大类。

(1)静态硬度计一般都是固定存放在试验室里，包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏、邵氏等硬度计。此类硬度计由于受外来干扰的影响因素比较少，其测试结果相对比较准确。

(2)动态硬度计包括肖氏、里氏、超声波、锤击等硬度计。此类硬度计一般都是在现场使用，在测试过程中容易受到外来因素的干扰，不同工况条件下测得的试验结果的离散性较大。

2、硬度计的关键核心技术

硬度计的关键核心技术主要有以下几个方面：①硬度计的结构、机身热处理状态、零件加工、装配精度等；②测力传感器的范围、精度、分辨率等；③测量被测材料压痕几何尺寸的光学元件和载物台移动精度；④硬度试验软件。

3、目前我国硬度计发展的优势和不足

3.1优势

(1)目前我国市场上各种规模的硬度计制造企业数量众多。目前硬度计制造行业在ZG制造业中仅属于一个极小的分支，相关部门公布的数据显示，2015年我国硬度计制造行业的工业总产值也只有3亿元左右，今后发展空间很大。

(2)当前我国国民经济发展正处在从速度型增长向质量型增长的转变时期，这就需要更全面、精确的检测数据来支撑。另外由于许多企业的经济效益不理想，原来计划选用进口硬度计的，现部分改为选用国产硬度计，这给国内硬度计制造行业的发展带来了很好的机遇。目前国内硬度计市场眼前和潜在的需求均比较旺盛。

(3)目前我国硬度计的测量、控制、计算机应用等技术均已取得了重大突破，所制造的常规硬度计基本可以满足国内一般市场需求，部分硬度计的技术指标已经达到国际同类硬度计的水平，几个较大规模的企业已具备开发硬度计的实力。

(4)随着数字信号处理技术的发展，动态硬度计的技术水平也有了较大的提高。

3.2劣势

(1)随着国有企业逐步退出硬度计制造行业，国内硬度计的生产格局由集中向分散转化，行业的集中度极低。据不完全统计，2015年销售额超过1000万元的国内硬度计企业只有5家左右，年销售额在500万元左右的企业也只有10家左右。

(2)由于长时间受计划经济时期的影响，国内硬度计制造企业管理者和技术人员长期以来形成的一些根深蒂固的旧观念制约了企业的发展。部分硬度计制造企业本来从事技术的专业人员就少，而他们又要忙于处理其他日常事务，缺乏对技术业务的总结或提升。另外部分硬度计制造企业投入的研发资金少，从事研发的手段相对落后，因而制造出来的硬度计质量、测试重复性、稳定性等较差，试验软件功能低下。

(3)硬度计产品的结构性矛盾非常突出。一方面常规硬度计存在着局部过剩；另一方面技术上较复杂的硬度计却严重短缺，用户只能购买价格极高的进口硬度计。

(4)国产硬度计的外型、颜色设计几十年不变。如到展览会参观，尽管国产和进口硬度计相对集中放置在一起，但只要一看外型和颜色，即可基本判断出哪些是进口硬度计，哪些是国产硬度计。

(5)硬度计制造厂家的同质化竞争激烈。面对低利润合同，一般小企业只能竭尽全力简化工艺，以次充好，压低生产成本，根本无法保证硬度计质量。对于企业来说，长期陷入资金紧张的状态，企业没有足够的资金投入到研发中，产品的质量技术无法从根本上突破，不能与国外品牌抗衡。Z终使广大用户成了这种无序竞争的受害者。

(6)国内硬度计行业缺乏对关键技术的合作开发，都是靠各个企业自己来摸索或仿造。这不利于我国硬度计行业技术水平的快速提升和发展。

(7)硬度计融入智能化和信息化的程度，相比拉伸试验机要低得多。传统的硬度计只是一个独立的单体设备，所有操作或设置都是由操作者人工在硬度计上实现，测试数据存储到本机，再通过打印机打印出或通过数据线传输到上位机，不能满足如远程控制、融入大数据系统、设备状态远程诊断等现代化需求。

(8)现在许多国外知名的硬度计品牌都已经打入ZG市场。这些品牌不但垄断了国内硬度计的市场份额，而且还与国内企业争夺中档硬度计的市场份额。另外部分国内硬度计用户的需求定位也极不合理，不分需求一味将需要配置的硬度计全部选择为进口产品，结果造成了许多硬度计功能和投资的浪费，同时也阻碍了国产高端硬度计的发展。

4、对我国硬度计行业发展的建议

(1)要加快我国硬度计行业领军企业的形成步伐。我国硬度计行业强势品牌效应不足，少数硬度计企业如何率先做大做强，引导行业发展，已成为我国硬度计行业发展的必然趋势。硬度计企业要在运用控制系统、数字技术等方面发挥特长，对照国外硬度计先进技术寻找差距，加快硬度计更新换代速度，加强高端硬度计的开发研制，提高产品的附加值，进一步提升产品的智能化程度。

(2)要完善硬度试验相关领域的标准化工作。由于体制上的原因，目前国内同时存在着以试验机生产计量单位为主导的试验机标准化技术委员会、全国力值硬度重力计量技术委员会，和以试验机用户为主导的试验方法标准化技术委员会，这与国际上将试验方法标准、试验设备检定/校准与标准物质检定/校准标准归属一个技术委员会，同列一个大标准的通用做法有比较大的差异。由于相互之间缺乏协调，经常造成在标准制订上各行其事，建议政府主管部门协调和管理好与硬度试验相关的标准化工作。

(3)硬度计的外观设计在满足功能的前提下要有重大的突破，也要追求外观“高大上”的俊靓形象，改变传统的老面孔。

(4)硬度计用户要逐步地改变观念。现在的许多进口硬度计，基本都是国际化采购或制造的，许多硬度计或零部件其实是由ZG生产制造的，装配后再贴国外硬度计产品的牌子，属于伪进口。近几年国内相关单位经常组织由各类试验室和硬度计制造企业参加的硬度比对试验，通过对试验结果进行分析发现，国内硬度计制造企业制造的硬度计完全能够满足硬度试验方法、硬度计制造和硬度计计量等国家标准的要求。现在国产常规硬度计功能齐全、精度高、重复性好、性价比高、售后服务方便，因此如不是特殊需求，完全没有必要只图其虚名，选购进口硬度计，广大用户也要给国内硬度计制造企业提供亮相的机会。

(5)要真正重视对硬度试验测量软件的评定问题。长期以来国内只对硬度计力值、压痕尺寸等进行计量检定，而对硬度试验测试软件的评价检定几乎还是空白。随着全数字测控技术逐渐成为硬度计技术发展的主流，需要开始重视对硬度试验软件的评定工作。同时建议国家相关部门也要定期组织一系列硬度试验的比对活动，以促进国内硬度试验软件设计水平的提高。

(6)积极开发智能型硬度计。希望未来的硬度计通过手机端、电脑端等软件平台，可以远程控制完成整个硬度试验过程:接收上位机试验指令→根据指令自动完成压头更换和切换试验参数配置→机械手按指令自动将试样传递或正确放置到硬度计自动载物台上→硬度计自动完成单点或多点的加载、保载、卸载、压痕测量等试验过程→上传和保存试验结果→试验数据分析→机械手按照试验结果是否合格将残样分别放置到不同的残样收集装置→数据共享及报表打印等。另外可以实现硬度试验软件的远程升级、设备故障诊断等功能。

5、结束语

Z近国家正式发布了《智能制造“十三五”发展规划》，为我国智能制造明确了发展思路和目标，智能制造日益成为我国未来制造业发展的重大趋势，用“工业4.0”概念建造智能工厂，以促进工业向高端化发展。硬度计智能制造的步伐也应该不断加快，ZG仪器仪表行业协会试验仪器分会、ZG仪器仪表学会试验机分会作为行业管理和行业科研机构要发挥积极引导作用，要重视行业共性技术的研发，促进我国硬度计行业技术水平的提升，特别是在硬度计的研发制造等方面要获得重大突破，以切实减少硬度计的进口数量，为我国在硬度试验领域赶超世界先进水平共同努力。