硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它是衡量材料软硬的指标。下面是维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度对照表，您可以参考一下。

常用HV、HB、HRC硬度对照表

抗拉强度

（N/mm2）

维氏硬度

HV

布氏硬度

HB

洛氏硬度

HRC

255

80

76.0

—

270

85

80.7

—

285

90

85.2

—

305

95

90.2

—

320

100

95.0

—

335

105

99.8

—

350

110

105

—

370

115

109

—

380

120

114

—

400

125

119

—

415

130

124

—

430

135

128

—

450

140

133

—

465

145

138

—

480

150

143

—

490

155

147

—

510

160

152

—

530

165

156

—

545

170

162

—

560

175

166

—

575

180

171

—

595

185

176

—

610

190

181

—

625

195

185

—

640

200

190

—

660

205

195

—

675

210

199

—

690

215

204

—

705

220

209

—

720

225

214

—

740

230

219

—

755

235

223

—

770

240

228

20.3

785

245

233

21.3

800

250

238

22.2

820

255

242

23.1

835

260

247

24.0

850

265

252

24.8

865

270

257

25.6

880

275

261

26.4

900

280

266

27.1

915

285

271

27.8

930

290

276

28.5

950

295

280

29.2

965

300

285

29.8

995

310

295

31.0

1030

320

304

32.2

1060

330

314

33.3

1095

340

323

34.4

1125

350

333

35.5

1175

360

342

36.6

1190

370

352

37.7

1220

380

361

38.8

1255

390

371

39.8

1290

400

380

40.8

1320

410

390

41.8

1350

420

399

42.7

1385

430

409

43.6

1420

440

418

44.5

1455

450

428

45.3

1485

460

437

46.1

1520

470

447

46.9

1555

480

(456)

47.7

1595

490

(466)

48.4

1630

500

(475)

49.1

1665

510

(485)

49.8

1700

520

(494)

50.5

1740

530

(504)

51.1

1775

540

(513)

51.7

1810

550

(523)

52.3

1845

560

(532)

53.0

1880

570

(542)

53.6

1920

580

(551)

54.1

1955

590

(561)

54.7

1995

600

(570)

55.2

2030

610

(580)

55.7

2070

620

(589)

56.3

2105

630

(599)

56.8

2145

640

(608)

57.3

2180

650

(618)

57.8

660

58.3

670

58.8

680

59.2

690

59.7

700

60.1

720

61.0

740

61.8

760

62.5

780

63.3

800

64.0

820

64.7

840

65.3

860

65.9

880

66.4

900

67.0

920

67.5

940

68.0

本表数据来自德国标准DIN50150

一.评价塑料的硬度中，“洛氏硬度”与“球压痕硬度”有什么区别？

塑料的硬度测试方法常见有两种：塑料洛氏硬度与球压痕硬度。两种硬度测试原理不同，所以决定了其测试方法的差异性。

​1.塑料洛氏硬度

对于塑料洛氏硬度，依据国际标准ISO 2039-2，用规定的压头对试样先施加初试验力，接着再施加主试验力，保留初试验力，用前后两次初试验力作用下压头压入试样的深度差h=h2-h1计算出的硬度值。

硬度标尺

压头直径

初载荷

主载荷

HRR

12.7mm

98.07N

588.4N

HRL

6.35mm

98.07N

588.4N

HRM

6.35mm

98.07N

980.7N

HRE

3.175mm

98.07N

980.7N

注：源自ISO 2039-2

2.塑料球压痕硬度

而塑料球压痕硬度，依据国际标准ISO 2039-1规定，把规定直径（5 mm）的钢球在规定的试验负荷作用下，垂直压入试样表面保持一定时间后，在负荷下测定压痕深度，并求出压痕面积，以单位面积上承受的力来表示硬度大小的试验。初试验力为9.8N，主试验力为49.0N，132N，358N， 490N， 961N。示意图如下：

​试样厚度应均匀，表面光滑、平整、无气泡、无机械损伤及杂质等。 试样厚度不应小于4mm，试样大小应保证每个测量点中心与试样边缘距离不小于 10mm，各测量点中心之间的距离不小于10mm。

实验步骤：

A.根据材料硬度选择适宜的实验负荷。装上压头，把试样放在工作台上，使测试表 面与加荷方向垂直接触；

B.旋转三周，把深度指示仪表调到零点；

C.将所选择的实验负荷平稳地施加到试样上，保持负荷30s，立即读取压痕深度h₁（mm）；

D.必须保证压痕深度在0.15~0.35mm 的范围内。若压痕深度不在规定范围内，则应改变实验负荷，使达到规定的深度范围。

通过上述定义可知，两种硬度测试方法存在本质区别。

塑料洛氏硬度与金属洛氏硬度类似，硬度值为无量纲，表征了材料抵抗不可恢复变形的能力；而球压痕硬度值单位为N/mm²，表征了材料抵抗变形的能力，与马腾氏硬度定义类似，此处包含了材料的弹性和塑形变形。

两种硬度测试方法中，测量误差的引入通常与如下因素相关：

仪器机架弹性补偿值的设定误差；保载时间的确定；样品平整度；试样厚度的影响。

基于国内外塑料行业各大公司的统计数据发现，相对于塑料洛氏硬度测试而言，球压痕硬度测试的结果重复性较差，并且对于样品的加工质量与精度要求较高。

​苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨降噪滑轮专用料，在各类门窗滑轮的应用上，与传统的POM和尼龙材料相比，Z33材料在保持了良好的承重力的同时，具有更好的耐磨性、吸振性和静音性能，使滑轮滚动更顺滑，能有效降低滑轮的分贝噪音和滚动时的杂音。

另外，Z33材料具有优异的抗形变能力、回弹性和抗冲击性，可以帮助解决POM滑轮跳轨的问题以及传统的滑轮材料受到强力冲击时易碎裂的问题。Z33材料的吸水率只有尼龙66的六分之一，注塑完不用水处理就具备强韧的力学性能，水份对Z33材料制造的滑轮的机械性能和尺寸的影响很小。同时，Z33材料具有优异的耐腐蚀性，Z33材料耐冷水、耐热水、耐盐、耐酸碱等各类化学介质。

Z33材料在门窗滑轮上的应用特点是：承重、顺滑、耐磨、静音、耐腐蚀、防脱轨、防爆抗冲击、强韧且不受水份影响。

二.金属材料的硬度

1.定义

是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它是衡量材料软硬的指标。

按测试方法的不同，硬度分为三种类型：

（1）划痕硬度，主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说，硬物体划出的划痕长，软物体划出的划痕短。

（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。

（3）回跳硬度，主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。

金属材料最常见到的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度属于压入硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力；回跳法（肖氏、里氏）测量硬度，硬度值代表金属弹性变形功能的大小。

2.布氏硬度

用直径D的淬火钢球或硬质合金球作压头，以相应的试验力F压入试件表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，得到一直径为d的压痕。用试验力除以压痕表面积，所得值即为布氏硬度值，符号用HBS或HBW表示。

​HBS和HBW的区别是压头的不同。HBS表示压头为淬硬钢球，用于测定布氏硬度值在450以下的材料，如软钢、灰铸铁和有色金属等。HBW表示压头为硬质合金，用于测定布氏硬度值在650以下的材料。

同样的试块，当其它试验条件完全相同的情况下，两种试验结果不同，HBW值往往大于HBS值，而且并无定量的规律所循。

2003年以后，我国已经等效采用国际标准，取消了钢球压头，全部采用硬质合金球头。因此HBS停止使用，全部用HBW表示布氏硬度符号。很多时候布氏硬度仅用HB表示，指的就是HBW。不过在文献论文中HBS仍时有所见。

布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材，不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。

3.洛氏硬度

用锥顶角为120°的金刚石圆锥或Ø1.588mm和Ø3.176mm淬火钢球作压头和载荷配合使用，在10kgf初载荷和60、100或150kgf力总载荷（即初载荷加主载荷）先后作用下压入试样，在总载荷作用后，以卸除主载荷而保留主载荷时的压入深度与初载荷作用下压入深度之差来表示硬度。

​洛氏硬度试验采用三种试验力，三种压头，它们共有9种组合，对应于洛氏硬度的9个标尺。这9个标尺的应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。常用的有HRA、HRB和HRC三种，其中HRC应用最广。

常用洛氏硬度试验规范表

硬度

符号

压头类型

总试验力

F/N（kgf）

硬度

范围

应用举例

HRA

120°金刚石

圆锥

588.4(60)

20~88

硬质合金、碳化物、

浅层表面硬化钢等

HRB

Ø1.588mm

淬火钢球

980.7(100)

20~100

退火、正火钢、铝合

金、铜合金、铸铁

HRC

120°金刚石

圆锥

1471(150)

20~70

淬火钢、调质钢、深

层表面硬化钢

HRC标尺的使用范围是20~70HRC。当硬度值小于20HRC时，因为压头的圆锥部分压入太多，灵敏度下降，这时应改用HRB标尺；当试样硬度大于67HRC时，压头尖端承受的压力过大，金刚石容易损坏，压头寿命会大大缩短，因此一般应改用HRA标尺。

洛氏硬度试验操作简便、迅速、压痕小，可测试成品表面及较硬、较薄的工件。因压痕小，对于组织和硬度不均匀的材料，硬度值波动较大，准确性不如布氏硬度高。洛氏硬度用于测定钢铁、有色金属、硬质合金等的硬度。

在各类减速齿轮箱塑胶齿轮的应用上，苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料，可以帮助您解决以下问题：

1.POM和PA66齿轮噪音比较大，耐磨耐疲劳性不够的问题，POM齿轮易断齿的问题。

2.PA12和TPEE齿轮，太软扭矩太小，耐磨性不够，在60摄氏度以上时，扭力下降比较快。

3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够，POM齿轮和注塑功能件易磨损粉屑化的问题。

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Z33材料作为一款强韧耐磨型工程塑料，在齿轮应用上最显著的特点是：耐磨、静音、耐腐蚀、强韧且不受水份影响。Z33材料的典型成功应用为：微小型减速齿轮箱、电动推杆、汽车转向系统EPS齿轮、按摩器齿轮、汽油机凸轮、电助力自行车中置电机齿轮、电动剃须刀等等传动齿轮。

​4.维氏硬度

维氏硬度测量原理与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136°金刚石正四棱锥压头，以规定的试验力F压入材料的表面，保持规定时间后卸除试验力，用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值，标记符号为HV。

​维氏硬度测量范围大，可测量硬度为10~1000HV范围的材料，压痕小，一般用来测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。

5.里氏硬度

用一定质量的装有碳化钨球头的冲击体，在一定力的作用下冲击试件表面，然后反弹。由于材料硬度不同，撞击后的反弹速度也不同。在冲击装置上安装有永磁材料，当冲击体上下运动时，其外围线圈便感应出与速度成正比的电磁信号，再通过电子线路转换成里氏硬度值，符号标记为HL。

里氏硬度仪无需工作台，其硬度传感器小如一支笔，可用手直接操作，无论是大、重型工件还是几何尺寸复杂的工件都能容易地检测。

里氏硬度另外一个优点是对产品表面损伤很轻，有时可作为无损检测；对各个方向，窄小空间及特殊部位硬度测试具有独特性。

​在滑动丝杠螺母的应用上，苏州维本Wintone Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料，可以帮助您解决传统的POM丝杆螺母易磨损粉屑化、噪音比较大等问题（特别是在转速达到1200转/分钟以上时的噪音问题），另外Z33材料在降低滑动丝杆传动噪音、大幅提升耐磨耐疲劳寿命的同时，由于Z33材料在高温和低温的工作温度下，可以保持优异的尺寸稳定性，可以帮助您解决POM丝杆螺母抱死的问题。

滑动丝杆螺母的应用上，苏州维本工程塑料主要有两款材料应用牌号与解决方案：

一款是Wintone Z33---耐磨降噪专用工程塑料；

另一款是Wintone T31---耐热蠕变、高强度、耐磨专用工程塑料，可以帮助解决在滑动丝杠传动中，传统的POM、PBT和尼龙材料在有大幅温升的应用场景中，耐热不够、易变形、在高低温交变时易抱死、耐磨耐疲劳寿命不够的问题。

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