一种划痕硬度试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料检测技术领域，涉及一种划痕硬度试验方法。
【背景技术】
[0002] 划痕硬度试验就是在材料的表面划出一道痕迹，通过测量划痕的宽度来计算材料 的硬度。划痕硬度主要应用在奢侈品材料和涂层材料上。MMW-1A型多功能立式摩擦磨损试 验机在一定压力下可以测定润滑剂、金属、涂层、塑料、陶瓷等材料的摩擦性能，而且具有无 级调速系统。
[0003] 在划痕硬度试验中，最为重要的一步就是选择合适的压头。目前，用于划痕硬度试 验的压头种类比较多，而最常用的为锥形压头，但锥形压头在实际使用时，往往会对试件周 围材料造成破坏，造成测量误差较大，从而使得划痕硬度测量的准确性不够好。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、测量 精度高，能有效减小材料划痕硬度值测量误差的划痕硬度试验方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种划痕硬度试验方法，该试验方法具体包括以下步骤：
[0007] (1)将待测试样清洗干净，并进行烘干处理；
[0008] (2)将待测试样固定在试验机的基座上，并将设有压头的触针固定在试验机的夹 具上，调整触针方向，使压头垂直于待测试样表面；
[0009] (3)通过试验机设定压头在待测试样表面的压力P及划痕速度；
[0010] ⑷打开电源，进行划痕试验；
[0011] (5)待划痕试验结束后，测量待测试样表面的3-5处划痕宽度，取划痕宽度平均值 W；
[0012] (6)根据划痕宽度品平均值W及压力P计算划痕硬度值，公式如下：
[0014] 其中，Hm为划痕硬度值，P为施加的垂直方向力，单位为N，W为划痕宽度，单位为 m〇
[0015] 步骤（1)所述的清洗为超声波清洗，该超声波清洗的条件为：超声频率为 40-60KHZ，温度为 25-30 °C，处理时间为 5-20min。
[0016] 步骤（1)所述的烘干处理的条件为：将清洗后的待测试样置于电热鼓风干燥箱 中，调节温度为50-60°C，烘干待测试样表面的水分。
[0017] 所述的试验机为MMW-1A多功能摩擦磨损试验机。
[0018] 所述的压头为球形压头。
[0019] 所述的划痕为整圆划痕或一段圆弧划痕。
[0020] 步骤（3)所述的压力P设定为2-1000N，所述的划痕速度设定为0. 2-0. 5mm/s。
[0021] 在实际试验过程中，如果待测试样比较小，将待测试样夹紧在MMW-1A多功能摩擦 磨损试验机的底座上，可以通过改变夹具即压头到旋转中心变小，这样就可以在半径比较 小的试样材料上划出划痕。同时，划痕速度可以通过MMW-1A多功能摩擦磨损试验机的计算 机控制，将速度稳定在一个合适值。划痕轨迹可以是一个圆，也可以是一段圆弧，一般情况 下，划痕轨迹是一个圆，这样可以测量到整个试样四周划痕的宽度，求得划痕宽度平均值。
[0022] 根据ASTM提出的划痕硬度试验方法标准中划痕硬度的计算公式：
[0024] 其中：HSpSASTM公式中的划痕硬度值，单位为：Pa。
[0025] 这样，本发明试验方法测得的划痕硬度值与ASTM中公式中的划痕硬度值存在一 定函数关系：
[0026] 本发明是基于MMW-1A型多功能摩擦磨损试验机完成的，拓展了试验机的用途，不 需要购买划痕试验机完成划痕试验。而且MMW-1A型多功能摩擦磨损试验机可以完成多种 材料的划痕试验，应用广泛。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有以下特点：
[0028] 1)采用球形压头进行试验，球形压头在试验过程中对压头周围的材料破坏性小， 降低测量划痕的难度，同时也减小了计算划痕硬度值的误差；
[0029] 2)划痕轨迹设为圆形或一段圆弧，这样就可以在测量时多测量几组数据，然后求 得划痕宽度的平均值，将求得平均值带入公式计算出划痕硬度值，减小试验误差；
[0030] 3)实验方法简单，操作方便，无需增加成本加工制作压头，经济实用，而且试验误 差小，具有很好的普及性。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明划痕试验示意图；
[0032] 图2为本发明划痕试验压头及触针局部安装结构示意图；
[0033] 图中标记说明：
[0034] 1一待测试样、2-压头、3-触针。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0036] 实施例1 :
[0037] 如图1所示，一种划痕硬度试验方法，该试验方法具体包括以下步骤：
[0038] (1)将待测试样1清洗干净，并进行烘干处理；
[0039] (2)将待测试样1固定在试验机的基座上，并将设有压头2的触针3固定在试验机 的夹具上，调整触针方向，使压头2垂直于待测试样1表面；
[0040] (3)通过试验机设定压头2在待测试样1表面的压力P及划痕速度；
[0041] (4)打开电源，进行划痕试验；
[0042] (5)待划痕试验结束后，测量待测试样1表面的3-5处划痕宽度，取划痕宽度平均 值W;
[0043] (6)根据划痕宽度品平均值W及压力P计算划痕硬度值，公式如下：
[0045] 其中，Hm为划痕硬度值；
[0046] P为施加的垂直方向力，单位为N;
[0047] W为划痕宽度，单位为m。
[0048] 步骤⑴中，清洗为超声波清洗，控制超声频率为40KHz，温度为25°C，处理时间 为lOmin;烘干处理的条件为：将清洗后的待测试样1置于电热鼓风干燥箱中，调节温度为 6〇°C，烘干待测试样1表面的水分。
[0049] 步骤（3)中，压力P设定为1000N，划痕速度设定为0? 5mm/s。
[0050] 如图2所示，压头2为球形压头。在实际是操作过程中，试验机为MMW-1A多功能 摩擦磨损试验机，划痕为整圆划痕。
[0051] 实施例2:
[0052] 本实施例划痕硬度试验方法，具体包括以下步骤：
[0053] (1)将待测试样1清洗干净，并进行烘干处理；
[0054] (2)将待测试样1固定在试验机的基座上，并将设有压头2的触针3固定在试验机 的夹具上，调整触针方向，使压头2垂直于待测试样1表面；
[0055] (3)通过试验机设定压头2在待测试样1表面的压力P及划痕速度；
[0056] (4)打开电源，进行划痕试验；
[0057] (5)待划痕试验结束后，测量待测试样1表面的3-5处划痕宽度，取划痕宽度平均 值W;
[0058] (6)根据划痕宽度品平均值W及压力P计算划痕硬度值，公式如下：
[0060] 其中，Hm为划痕硬度值；
[0061] P为施加的垂直方向力，单位为N;
[0062] W为划痕宽度，单位为m。
[0063] 步骤（1)中，清洗为超声波清洗，控制超声频率为60KHz，温度为25°C，处理时间 为5min;烘干处理的条件为：将清洗后的待测试样1置于电热鼓风干燥箱中，调节温度为 6〇°C，烘干待测试样1