[发明专利]一种粉体硬度的测量方法

说明书

技术领域

   本发明涉及一种粉体硬度的测量方法，属于材料科学领域。

背景技术

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。

硬度分类为：

（1）划痕硬度。

主要用于比较不同矿物的软硬程度。早在1822年，早在1822年，Friedrich mohs提出一种划痕硬度的表示方法，即：用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。该硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。按照该方法，软硬程度分为十级：1）滑石，2）石膏，3）方解石，4）萤石，5）磷灰石，6）正长石，7）石英，8）黄玉，9）刚玉，10）金刚石。

（2）压入硬度。

主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。

布氏硬度(HB)，是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷将一定大小的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位以[N(kgf/mm2)]表示。生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。

维氏硬度（HV），英文名Vickers-hardness 表示材料硬度的一种标准，是英国史密斯（R.L.Smith）和塞德兰德（C.E.Sandland）于1925年提出的。英国的维克斯—阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计。以49.03~980.7N（5kg~10kg）的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1.961~49.03N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷<1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。维氏硬度计测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000个维氏硬度单位）都可测量。

邵氏硬度，即肖氏硬度(Shore scleroscope hardness), 简称HS。表示材料硬度的一种标准。由英国人肖尔(Albert F. Shore)（也称之为邵尔、邵氏硬度）在1907年首先提出。邵氏硬度计用于橡胶类产品邵氏硬度值测量。其原理：具有一定形状的钢制压针﹐在试验力作用下垂直压入试样表面﹐当压足表面与试样表面完全贴合时﹐压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L(即压针扎进被测物的深度)，以L值的大小来表征邵氏硬度的大小，L值越大﹐表示邵尔硬度越低﹐反之越高。我国在这方面标准采用HA和HD两种，其中HA为较软橡胶类硬度参数(采用35度锥角的压针)，HD为较硬的橡胶或塑料硬度参数(采用30度锥角的压针)。

巴氏硬度，巴柯尔(Barcol)硬度(简称巴氏硬度), 最早由美国 Barber-Colman公司提出，是近代国际上广泛采用的一种硬度门类，一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下，压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义每压入0.0076mm为一个巴氏硬度单位。巴氏硬度单位表示为HBa。

努氏硬度,是作为绝对数值而测得的硬度，主要在加工方面使用该数值。一般来说，金刚石的努氏硬度为7000~8000千克/平方毫米韦氏硬度，一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义0.01mm的压入深度为一个韦氏硬度单位。韦氏硬度单位表示为HW。