編制說(shuō)民及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)全國(guó)金屬硬度重力技術(shù)委員會(huì)對(duì)2024年度的工作計(jì)劃要求，由廣東省計(jì)量科學(xué)研究院牽頭組織起草的《劃筆硬度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》按計(jì)劃有效地進(jìn)行。現(xiàn)就此工作項(xiàng)目及內(nèi)容匯報(bào)如下；隨著工業(yè)不斷地發(fā)展，高科技在各領(lǐng)域的不斷更新各融入應(yīng)用，對(duì)產(chǎn)品表面的工藝的更高的要求，各種涂層處理增加，應(yīng)運(yùn)而生新的測(cè)量器具的出現(xiàn)是不斷出現(xiàn)。“劃痕硬度計(jì)（筆）”通過(guò)研發(fā)、推進(jìn)應(yīng)用，逐步走進(jìn)測(cè)量器具市場(chǎng)，得到推廣和應(yīng)用。因此、由計(jì)量檢定部門、生產(chǎn)部門、應(yīng)用客戶聯(lián)合共同制定的統(tǒng)一測(cè)試方法是必須的也是必然的。關(guān)于器具名稱“劃筆硬度計(jì)”的問題由于其規(guī)范屬于新項(xiàng)目，沒有可參考的前鑒，且產(chǎn)品的名稱多樣性，如硬度筆、牛頓筆英文名稱等。2.其硬度計(jì)外形及尺寸的大小如普通成年人的手指一般粗細(xì)。（Φ12×17）mm。加圖3.根據(jù)其產(chǎn)品說(shuō)明書及使用的特性，以及硬度常用名詞術(shù)語(yǔ)。其器具的主要結(jié)構(gòu)，由劃過(guò)涂層的筆頭（壓頭）及彈簧力源兩部分組成。使用時(shí)是在設(shè)置彈簧試驗(yàn)力的作用下，將型壓頭劃過(guò)涂層。以涂層上殘留劃痕的狀況，用硬度形式來(lái)評(píng)定涂層附著力、耐磨性、脆性等。關(guān)于原理公式的問題根據(jù)目前對(duì)市場(chǎng)上“劃筆硬度計(jì)”的測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，雖然原理上基本是一至的，但由于制造廠商設(shè)計(jì)上的差異，每個(gè)品牌每個(gè)產(chǎn)品都存在著差異性，以此一個(gè)原理公式難以表述所覆蓋的差別性，在測(cè)量中需要因地制宜地具體把握和處理。如材料試驗(yàn)機(jī)當(dāng)中的拉力試驗(yàn)機(jī)、液壓試驗(yàn)機(jī)、抗折試驗(yàn)機(jī)等，都是各種形式產(chǎn)生的力源機(jī)，無(wú)法給出統(tǒng)一的原理公式。“劃筆硬度計(jì)”基本上都是按照胡克定理制造的。公式f=a+kl；其中a是定量，而這個(gè)定量由于制造商家因材質(zhì)、體積等制定的差異，l的移動(dòng)變量更無(wú)法相約一致。目前主軸位移量有0.5mm和1.0mm的設(shè)置。因此，在正文中并沒有給出統(tǒng)一的原理計(jì)算公式。關(guān)于硬度計(jì)壓頭形狀及其幾何尺寸1.根據(jù)現(xiàn)在“劃筆硬度計(jì)”應(yīng)用市場(chǎng)上收集的主要有三種形式：球型、輪型、鏟型。加圖在三種中主要以球型為主，用以模仿多種自然劃態(tài)，如指甲、樹枝等。因此，本正文壓頭的收集是目前較為齊全的。2.壓頭的幾何尺寸要求，球型的按產(chǎn)品說(shuō)明及相關(guān)文件ISO22557的技術(shù)要求。輪型、鏟型的幾何尺寸則同時(shí)也等同地參照了ISO22557的技術(shù)要求。按照現(xiàn)有的機(jī)械制造技術(shù)條件，Φ0.5mm±0.01mm以及Φ16mm±0.01mm的要求是完全可以實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)測(cè)量，我們可以得到相應(yīng)的結(jié)果。而沒能滿足要求的，是因?yàn)檫@一產(chǎn)品尚沒有形成統(tǒng)一的要求。球型壓頭幾何尺寸廠商編號(hào)標(biāo)稱值實(shí)測(cè)值123最大偏差值最大偏差滿足狀況BGD1Φ0.5mm0.48140.00240.50070.00350.48840.00280.48140.0035-0.01860.0035noBGD2Φ0.5mm0.52670.00460.50130.00440.50020.00090.52670.0046+0.02670.0046noBGD3Φ0.5mm0.50450.00250.49490.00210.50350.00210.49490.0025-0.00510.0025okBGD4Φ0.5mm0.49850.00180.49790.00260.49800.00170.49790.0026-0.00210.0026okBGD5Φ0.5mm0.50160.00310.49550.00260.49800.00320.49550.0032-0.00450.0032ok西梯埃1Φ0.75mm0.7440.0140.7510.0110.7610.0190.7610.019+0.0110.019noBGD1Φ1.0mm1.09530.00781.00630.00741.06270.01081.09530.0108+0.09530.0108noBGD2Φ1.0mm1.01930.01671.00630.01611.05580.01471.05580.0167+0.05580.0167noBGD3Φ1.0mm1.02130.02051.02580.02010.94330.02380.94330.0238-0.05670.0238noBGD4Φ1.0mm0.99470.00900.98580.00940.99870.00790.98580.0094-0.01420.0094noBGD5Φ1.0mm1.01730.01571.00650.01611.01350.01871.01730.0187+0.01730.0187no輪型壓頭幾何尺寸廠商編號(hào)標(biāo)稱值實(shí)測(cè)值123最大偏差值最大偏差滿足狀況ERICHSEN1Φ16.0mm(圓)15.83415.92615.88415.834-0.166no0.0090.0070.0090.0090.009橫斷面R0.5mm(圓)0.5220.5090.5140.522+0.022no0.0080.0090.0130.0130.013鏟型壓頭幾何尺寸廠商編號(hào)標(biāo)稱值實(shí)測(cè)值12最大偏差值最大偏差滿足狀況ERICHSEN1鏟Φ10mm（圓）9.85920.01099.87910.00929.85920.0109-0.14080.0109no橫斷面R0.5mm（圓）0.56440.00260.44770.00370.56440.0037+0.06440.0037no關(guān)于彈簧試驗(yàn)力的范圍及允差問題根據(jù)目前在市場(chǎng)上收集到所配置的彈簧，一般為3-4條，通常是3N、10N、20N、40N范圍。對(duì)彈簧試驗(yàn)力的要求，目前尚沒有查詢到帶有相關(guān)要求的文件。因?yàn)樵摦a(chǎn)品仍屬于較新的開發(fā)產(chǎn)品。彈簧試驗(yàn)力表述的問題本規(guī)范正文制定的試驗(yàn)力以絕對(duì)值形式體現(xiàn)。由硬度計(jì)的使用方法決定。硬度計(jì)的使用一般都是以偏差的下限給出的。如經(jīng)三次試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)是：8.5N、9.0N、9.2N，則給出的實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果為8.5N按非金屬硬度計(jì)的慣例。在以往的非金屬硬度計(jì)的允差要求，均是以絕對(duì)值作最終表述的。這更有利于表述方式的統(tǒng)一。符合簡(jiǎn)單的直觀性。在用戶使用時(shí)，經(jīng)檢測(cè)的硬度計(jì)所給出的數(shù)據(jù)，因簡(jiǎn)單和直觀性，更具方便、簡(jiǎn)潔。彈簧試驗(yàn)力允差制定的問題本規(guī)范制定各測(cè)量范圍的允差，以該段測(cè)量范圍的1個(gè)最小分度值為要求。1個(gè)最小分度值允差符合傳遞要求。以3N測(cè)量段范圍為例，其最小分度值為0.1N（0.1/3×100%=3.3%），其允差要求為3.3%。用0.5%或1%的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，足以滿足傳遞檢測(cè)的要求。各段的1個(gè)最小分度值允差要求，已能滿足和適合硬度計(jì)的使用需求。硬度計(jì)整機(jī)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)型號(hào)編號(hào)5112304001廠商BGD壓頭幾何尺寸球型標(biāo)稱值0.75mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況0.74540.74860.75490.7549+0.0049ok0.00480.00390.00380.00480.0048ok測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0.4450.4470.4480.445-0.055ok1.00.9290.9250.9230.923-0.077ok1.51.4201.4271.4231.420-0.080ok2.01.9441.9561.9461.944-0.056ok2.52.4052.4012.4122.401-0.099ok3.02.9052.9082.9222.905-0.095ok10N分度值0.5N2.02.1212.1882.0972.188+0.188ok4.04.4414.4204.3214.441+0.441ok6.06.3036.3176.3496.349+0.349ok8.08.1238.0078.3758.375+0.375ok10.010.09210.09410.07510.094+0.094okok20N分度值1.0N4.03.6013.5933.6343.593-0.407ok8.07.3027.3347.3757.302-0.698ok12.010.76210.73310.74710.733-1.267no16.014.18214.29514.24514.182-1.818no20.017.89217.86317.83417.834-2.166no壓頭伸出量設(shè)置1.0mm實(shí)測(cè)伸出量1.08mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度1.075mm型號(hào)編號(hào)5112303006廠商BGD壓頭幾何尺寸球型標(biāo)稱值0.75mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況0.74670.75140.74920.7467-0.0033ok0.00370.00510.00490.00510.0051ok測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0.563.0.5620.5620.563+0.063ok1.01.0321.0301.0311.032+0.032ok1.51.5361.5341.5381.538+0.038ok2.02.0282.0292.0252.029+0.029ok2.52.5232.5252.5272.527+0.027ok3.03.0062.9952.9932.993-0.007ok10N分度值0.5N2.02.4052.4082.4282.428-0.072ok4.04.3424.3324.2824.342+0.342ok6.06.4356.3346.4016.435+0.435ok8.08.1458.1998.1118.199+0.199ok1010.2639.9489.92910.263+0.263ok20N分度值1.0N4.03.3093.3093.3073.309-0.691ok8.06.9156.9186.9206.915-1.085no12.010.67310.72410.72410.673-1.327no16.014.32214.36714.35514.322-1.278no20.017.66317.69117.67817.663-2.337no壓頭伸出量設(shè)置1.0mm實(shí)測(cè)伸出量1.20mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度1.195mm型號(hào)編號(hào)5112304007廠商BGD壓頭幾何尺寸球型標(biāo)稱值0.75mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況0.75390.75250.75710.7571+0.0071ok0.00370.00350.00400.00400.0040ok測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0.6070.6070.6060.607+0.107no1.01.1241.1531.1361.136+0.136no1.51.6721.6791.6711.679+0.179no2.02.2072.1852.1962.207+0.207no2.52.7762.7562.7412.776+0.276no3.03.2673.2923.2423.292+0.292no10N分度值0.5N2.02.0782.0792.0952.095+0.095ok4.04.4254.4074.3444.425+0.425ok6.06.4916.4846.4786.491+0.491ok8.08.3958.4178.4098.417+0.417ok1010.34510.43610.35610.436+0.436ok20N分度值1.0N4.03.9594.0043.9453.945-0.055ok8.07.6327.7297.6027.602-0.398ok12.011.01210.95311.05310.953-1.047no16.014.65314.64814.63414.634-1.366no20.018.23418.23618.43618.234-1.776no壓頭伸出量設(shè)置1.0mm實(shí)測(cè)伸出量0.99mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度0.985mm型號(hào)編號(hào)5112304015廠商BGD壓頭幾何尺寸球型標(biāo)稱值0.75mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況0.75510.75340.75520.7552+0.0052ok0.00420.00390.00430.00430.0043ok測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0.5150.5080.5080.515+0.018ok1.00.9520.9520.9490.945-0.055ok1.51.4531.4511.4561.451-0.049ok2.01.9321.9291.9261.926-0.074ok2.52.4132.4172.4142.413-0.087ok3.04.2794.2804.2834.283+0.283no10N分度值0.5N2.01.9821.9841.9821.982-0.018ok4.03.9103.9283.9343.910-0.090ok6.05.8645.8875.8875.864-0.136ok8.07.8907.8567.8717.856-0.144ok109.8869.8959.9089.886-0.114ok20N分度值1.0N4.04.1014.0224.0394.101+0.101ok8.07.6767.6467.6657.646-o.354ok12.011.09711.07811.06811.068-0.932ok16.014.92714.93514.91414.914-1.086no20.018.35218.37918.36118.352-1.648no壓頭伸出量設(shè)置1.0mm實(shí)測(cè)伸出量1.23mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度1.225mm型號(hào)編號(hào)5112304031廠商BGD壓頭幾何尺寸球型標(biāo)稱值0.75mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況0.75680.75530.75900.7590+0.0090ok0.00380.00330.00500.00500.0050ok測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0.5440.5520.5390.552+0.052ok1.01.0751.1471.1121.147+0.147no1.51.6281.6541.6791.679+0.169no2.02.1162.1252.1382.138+0.138no2.52.6782.6172.6602.678+0.178no3.03.0673.1123.1183.118+0.118no10N分度值0.5N2.02.1262.1332.1342.134+0.134ok4.04.6534.6274.5424.653+0.653no6.06.6626.6966.6036.696+0.696no8.08.7918.7108.6948.791+0.791no1010.71710.73710.69810.717+0.717no20N分度值1.0N4.04.1814.5414.2494.541+0.541ok8.07.6327.6137.6347.613-0.387ok12.011.41611.43611.42111.416-0.584ok16.015.56715.56615.53715.537-0.463ok20.019.25619.34219.35619.256-0.744ok壓頭伸出量設(shè)置1.0mm實(shí)測(cè)伸出量1.02mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度1.015mm型號(hào)435編號(hào)20041292廠商ERICHSEN壓頭幾何尺寸輪型標(biāo)稱值Φ16.0mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況15.83415.92615.88415.834-0.166no0.0090.0070.0090.0090.009okR0.5mm橫斷面(圓)0.5220.5090.5140.522+0.022no0.0080.0090.0130.0130.013no測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0,70540.70680.70780.7078+0.2078no1.01.22681.22651.22831.2283+0.2283no1.51.70841.70771.70831.7084+0.2084no2.02.20592.20562.20662.2066+0.2066no2.52.69002.69022.69232.6923+0.1923no3.03.18323.19233.18533.1923+0.1923no10N分度值0.5N2.02.37172.37242.38302.3830+0.3830ok4.04.32084.31364.33344.3334+0.3334ok6.06.32576.32746.31766.3274+0.3274ok8.08.19268.21168.19968.2116+0.2116ok1010.254210.166210.148210.2542+0.2542ok20N分度值1.0N4.04.61484.65424.66214.6621+0.6621ok8.08.52818.50778.52248.5281+0.5281ok12.012.474712.480112.445212.4801+0.4801ok16.016.314716.317216.333516.3335+0.3335ok20.020.026120.011820.058420.0584+0.0584ok壓頭伸出量設(shè)置0.5mm實(shí)測(cè)伸出量0.447mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度0.445mm型號(hào)318編號(hào)178360085廠商ERICHSEN壓頭幾何尺寸球型標(biāo)稱值0.75mm(圓)123最大偏差值最大偏差滿足狀況0.7530.7500.7520.753+0.003ok0.0030.0030.0030.0030.003ok測(cè)量段3N分度值0.1N測(cè)量點(diǎn)1230.5N0.7430.7130.7040.743+0.243no1.01.2741.2781.2731.278+0.278no1.51.8071.8031.7871.807+0.307no2.02.3462.3512.3762.376+0.376no2.52.8272.8272.8062.827+0.327no3.03.3653.3653.3433.365+0.365no10N分度值0.5N2.02.3582.3542.3542.358+0.358ok4.04.3374.3194.3684.368+0.368ok6.06.2726.2846.2746.284+0.284ok8.08.1248.2798.2708.279+0.279ok1010.13610.24610.20510.246+0.246ok20N分度值1.0N4.04.6144.5634.5764.614+0.614ok8.08.5728.6278.6628.662+0.662ok12.012.55712.45512.56312.563+0.563ok16.016.51816.52216.50416.522+0.522ok20.020.34420.19520.34420.344+0.344ok壓頭伸出量設(shè)置0.5mm實(shí)測(cè)伸出量0.496mm試驗(yàn)力測(cè)量時(shí)的移動(dòng)長(zhǎng)度0.495mm對(duì)于試驗(yàn)力刻線要求的問題由于硬度計(jì)測(cè)頭在進(jìn)行劃線移動(dòng)測(cè)試的過(guò)程中，其上行縮進(jìn)移動(dòng)的量較小，最大不超過(guò)1.0mm，因此刻線的粗細(xì)對(duì)彈簧壓縮塊對(duì)線有絕對(duì)的影響。刻線過(guò)粗對(duì)線時(shí)，將相當(dāng)于彈簧壓縮位置的難以統(tǒng)一，偏差的分散性較大，獲得的是非使用狀態(tài)下的真值。刻線粗細(xì)間接影響分度值，相當(dāng)于格寬度不一致。在同等寬度時(shí)，刻線越細(xì)，其分度值越可靠準(zhǔn)確。分度刻線狀態(tài)直接影響彈簧試驗(yàn)力的大小。刻線粗細(xì)使壓塊對(duì)線時(shí)的位置不同，改變彈簧試驗(yàn)力的大小。對(duì)于彈簧試驗(yàn)力格值及格寬要求的問題在正文中規(guī)定了，格值為不大于該測(cè)量范圍最大值的120。從目前收集的所有產(chǎn)品上獲得數(shù)據(jù)，均能格值的設(shè)置直接影響產(chǎn)品準(zhǔn)確性。在較小力值范圍測(cè)量上，小到恰當(dāng)?shù)姆侄雀裰凳欠浅１匾模駝t，產(chǎn)品的準(zhǔn)確性無(wú)從談起。正文中格值的格寬也做了要求，為不小于刻線寬度的5倍。即刻線寬不大于格值寬的15。格值越寬，越有利提高產(chǎn)品采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此、對(duì)格值寬關(guān)于“劃筆硬度計(jì)”的校準(zhǔn)方法問題校準(zhǔn)與實(shí)際使用狀態(tài)保持一致性原則，真實(shí)反映被測(cè)物的狀態(tài)，使的獲取的數(shù)據(jù)具有實(shí)際意義。正文的校準(zhǔn)方法制定充分地考慮“劃筆硬度計(jì)”的實(shí)際使用狀態(tài)，數(shù)據(jù)盡可能接近硬度計(jì)的原始程度。依據(jù)胡克定律公式f=a+kl設(shè)計(jì)的硬度計(jì)，從公式中、可以知道彈簧試驗(yàn)力大小與彈簧壓縮的位移有關(guān)。劃筆測(cè)試壓頭的移動(dòng)，直接影響彈簧試驗(yàn)力的大小，因此，在正文中的校準(zhǔn)方法是通過(guò)監(jiān)測(cè)主軸最大位移量時(shí)，獲取測(cè)量點(diǎn)的彈簧試驗(yàn)力。結(jié)構(gòu)圖彈簧移動(dòng)壓塊重量、主軸重量及壓頭重量影響彈簧試驗(yàn)力的大小。雖然這三部分的重量對(duì)彈簧試驗(yàn)力有絕對(duì)性的影響，但它都復(fù)合成最終的力上，因此沒有必要對(duì)它們進(jìn)行各自單獨(dú)的要求。只需對(duì)最終結(jié)果的把握，足以滿足需求。“劃筆硬度計(jì)”的彈簧試