(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210896878.2 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 矿冶科技 集团有限公司 地址 100160 北京市丰台区南四环西路18 8 号总部基地十八区23号楼 申请人 北矿新材 科技有限公司 (72)发明人 郭丹　刘建明　于月光　杨素媛　 刘通　吴超　黄凌峰　郭睿　王帅　 胡晓蕾　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 王闯 (51)Int.Cl. G01N 3/48(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 涂层动态硬度测试方法 (57)摘要 本申请提供一种涂层动态硬度测试方法， 涉 及材料性能检测领域。 涂层动态硬度测试方法， 包括： 对涂层样品进行前处理得到试样， 然后将 试样置于基于霍普金森压杆装置的动态硬度装 置的传感器上且与张角为θ的压头接触； 所述动 态硬度装置的冲击端的中心设置有波形整形器； 控制子弹不同的加载速度， 撞击入射杆带动入射 杆末端的所述压头， 同时通过动量陷阱模块的控 制得到单次载荷脉冲， 以加载力P对所述试样的 表面进行加载； 测量所述试样的表 面形成的动态 压痕的对角线长度d1和d2， 求得其压痕对角线平 均值d； 根据以下公式计算得到动态硬度HDHV： 本申请提供的涂 层动态硬度测试方法， 对指导涂层选材具有广泛 的应用前 景和实用价 值。 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 CN 115046874 A 2022.09.13 CN 115046874 A 1.一种涂层动态硬度测试 方法， 其特 征在于， 包括： 对涂层样品进行前处理得到试样， 然后将试样置于基于霍普金森压杆装置的动态硬度 装置的传感器上且与张角为θ 的压头接触； 所述动态硬度装置的冲击端的中心设置有波形 整形器； 控制子弹不同的加载速度， 撞击入射杆带动入射杆末端的所述压头， 同时通过动量陷 阱模块的控制得到单次载荷脉冲， 以加载力P对所述试样的表面进行加载； 测量所述试样的表面形成的动态压痕的对角线长度d1和d2， 求得其压痕对角线平均值 d； 根据以下公式计算得到动态硬度HDHV： 2.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述波形整形器为硅胶 片； 所述硅胶片的直径为2 ‑4mm， 厚度为0.2 ‑0.6mm。 3.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述试样的长宽高为5 ‑ 14mm×5‑14mm×1‑5mm； 或者， 所述试样为 直径5‑10mm、 高1‑5mm的圆柱形。 4.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述前处理包括： 切割、 打磨和抛光； 所述试样的上 下表面平行度误差在0.5 °以内， 粗糙度不超过8 μm。 5.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述子弹撞击所述入射 杆使得所述试样产生压缩变形， 所述试样的应 变率为102s‑1‑104s‑1。 6.根据权利 要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述加载速度为2 ‑10m/ s。 7.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述张角 θ范围为90 ° ‑ 160°。 8.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述加载力P为所述试 样的背面传感器传输的单一动态载荷脉冲曲线峰值。 9.根据权利要求1所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 每个所述试样至少做10 次相同应 变率水平的动态硬度测试， 求得平均值 为该试样在该应 变率水平的动态硬度。 10.根据权利要求1 ‑9任一项所述的涂层动态硬度测试方法， 其特征在于， 所述涂层包 括服役时承受冲击载荷的涂层。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115046874 A 2涂层动态硬度测试方 法 技术领域 [0001]本申请涉及材 料性能检测领域， 尤其涉及一种涂层动态硬度测试 方法。 背景技术 [0002]现代燃气轮机、 航空发动机等大型动力装备为提高效率、 降低油耗， 在部件上大量 使用了封严涂层、 耐磨涂层等材料。 如封严涂层在实际服役过程中， 长期 工作于周期变化的 旋转环境， 不仅受到拉伸、 弯曲和剪切等应力形式的作用， 同时承受叶片的高温高速对磨刮 削， 通过自身的高速塑性变形 ‑断裂发生主动磨耗， 进而起到封严及保护叶片作用， 该过程 本质上是一种材 料在冲击载荷下的动态力学 行为。 [0003]硬度是评价涂层性能的重要指标， 目前涂层硬度的测量都是在静态及 准静态下进 行的， 与其实际高速冲击服役工况环境相 差较大， 尚无能表征涂层在工作环境中的硬度等 性能， 不利于对涂层服役 可靠性和使用寿命等进行研究。 [0004]常规霍普金森压杆实验是一种获得材料在高应变率下动 态性能的实验技术， 已广 泛用于如金属、 复合材料、 混凝土等材料的测量中。 要得到有效数据， 霍普金森压杆必须满 足以下假设： (1))压杆中的波传播必须是平 面一维； (2)试件中的应力和应变均处于均匀状 态； (3)试件的变形 是在恒应变率的条件下进行。 [0005]如何获得涂层的动态硬度， 成为亟 待解决的问题。 发明内容 [0006]本申请的目的在于提供一种涂层动态硬度测试 方法， 以解决上述问题。 [0007]为实现以上目的， 本申请采用以下技 术方案： [0008]一种涂层动态硬度测试 方法， 包括： [0009]对涂层样品进行前处理得到试样， 然后将试样置于基于霍普金森压杆装置的动态 硬度装置的传感器上且与张角为θ 的压头接触； 所述动态硬度装置的冲击端的中心设置有 波形整形器； [0010]控制子弹不 同的加载速度， 撞击入射杆带动入射杆末端的所述压头， 同时通过动 量陷阱模块的控制得到单次载荷脉冲， 以加载力P对所述试样的表面进行加载； [0011]测量所述试样的表面形成的动 态压痕的对角线长度d1和d2， 求得其压痕对角线平 均值d； [0012]根据以下公式计算得到动态硬度HDHV： [0013] [0014]优选地， 所述波形整形器为硅胶片； [0015]所述硅胶片的直径为2 ‑4mm， 厚度为0.2 ‑0.6mm。 [0016]优选地， 所述试样的长 宽高为5‑14mm×5‑14mm×1‑5mm；说　明　书 1/7 页 3 CN 115046874 A 3