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塑料、橡胶和漆膜硬度

• 压痕深度测量装置对硬度值的影响,非常显著, 是主要的误差来源。
影响因素
• 试样厚度的影响,大多数试样材料的硬度值都随着 试样厚度的增加而降低,试样太薄时硬度值不够稳 定,厚度大于 4mm 后的数据较为稳定。
• 读数时间的影响,大多数材料试样的硬度均随读数 时间的增加而下降。
• 测点距试样边缘距离的影响,试样在成型加工过程 中,边缘部分与中间部分受力、受热以及表面平整 度等均不相同,测点太靠近试样边缘,将导致硬度 值测试偏差,称为边缘效应。
• 漆膜阻尼时间是以同一块试板上3次测量值的 平均值表示。
仪器设备——科尼格摆
仪器设备——珀萨兹摆
操作要点
• 将已制备好的样板放在操作台上,并将摆 杆置于其上,关上仪器各面的玻璃门,再 慢慢的将摆移至规定的角度上,松手使摆 做自由摆动,同时开始计时,当摆杆摆至 规定角度立刻停止计时,此时所记录下的 时间即为样板漆膜的阻尼时间。
邵氏硬度
GB/T 2411-2008 塑料和硬橡胶使用 硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)
试验原理
• 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,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
• HA=100- L/0.025 • HD=100- L/0.025
HC=100- L/0.025 • 式中HA为邵氏A硬度; HD为邵氏D硬度;HC为
邵氏C硬度.
邵氏硬度计
• 邵氏硬度计主要分为三类:即 A型,C型和 D型。 它们的测量原理完全相同,所不同的是测量针 的尺寸不同。
• A型的针尖直径为 7.9mm, 邵 A型硬度计用来 测量软塑料、橡胶、合成橡胶、毡、皮革、打 印胶辊的硬度;
影响因素
• 硬度计的偏差产生的影响 • 硬度值随着初负荷的增加而增加;在保持初负
荷不变的条件下,改变主负荷,结果发现硬度 值是随着试验负荷的增加而降低;
• 机架变形量对硬度值的影响。在同一试验负荷 下,如果机架变形量为 1 μm ,压痕深度越小, 硬度的相对误差越大,而在相同压痕深度时, 试验负荷越小机架变形的影响越大;
• 测试点间距离的影响,测点间的距离应有一定大小, 否则会造成结果的不准确。
塑料 洛氏硬度
GB/T 3398.2-2008 塑料 硬度测定 第 2部分:洛氏硬度
原理
原理
硬度标尺 初负荷(N)总负荷(N)压头直径mm
• R 98.1
588.4
12.700±0.015
• L 98.1
588.4
6.350±0.015
度值都将下降,尤其是对热塑性塑料的影响更 为显著。 • 试样厚度的影响 • 试样厚度小于 6mm 时,对硬度值的影响较大; • 试样厚度大于 6mm 时对硬度值的影响较小。 • 规定试样厚度不得小于 6mm 。
影响因素
• 主试验力保持时间的影响 • 塑料属于黏弹性材料,在试验载荷作用下,试
样的压痕深度随加荷时间的增加而增加,硬度 值随着降低。低硬度材料的影响较高硬度材料 的明显。 • 读数时间的影响 • 主试验力卸除后,试样压痕将产生弹性恢复, 有一定时间,因此卸荷后距读数时间越长,压 痕的弹性恢复时间也越长,侧得的硬度值应当 偏高。
• 硅码:初负荷为 9.8N ( 1kg ) • 压头为直径 5mm的钢球, 淬火抛光,硬度
800Hv
试样要求
• 试样尺寸:50mmx50mmx4mm 或φ50mmx4mm 。 • 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 。 • 厚度不应小于 4mm,均匀、表面光滑、平整、
• 硬度指示器能测量压头压入深度到 0.001mm , 每一分度值等于 0.002mm 。
• 计时装置能指示初试验力、主试验力全部加上 时及卸除主试验力后,到读取硬度值时,总试 验力的保持时间,计时量程不大于 60s。
试样要求
测试步骤
• 选定试验标尺,所测的洛氏硬度值应在标尺的50~115 之间,并核对主负荷、预负荷及压痕器直径使之与所选 标尺相符。
• M 98.1
980.7
6.350±0.015
• E 98.1
980.7
3.175±0.015
• 各标尺的洛氏硬度常数取为130。
HR 130 e
试验设备
• 洛氏硬度仪:由机架、压头、加力机构、硬度 指示器和计时装置组成。
• 压头为可在轴套中自由滚动的硬质抛光钢球, 试验时不应有变形,试验后不应有损伤。
• 3、试样大小应保证每个测量点与试样边缘距 离不小于9毫米,各测量点之间的距离不小于6 毫米。
• 4、每组试样测量点数不少于5个,可以在一个 或几个试样上进行。
试验步骤
• 1、校准:在使用过程中压针的形状和弹簧 的性能会发生变化,因此对硬度计的弹簧 压力,压针伸出最大值及压针形状和尺寸 应定期检查校准。
• 将试样放在工作台上,施加初负荷,调整千分表到零点;
• 保持10s后施加主负荷,保持15s卸去主负荷(保留初负 荷),测量压入深度。
• 结果计算:
• (1)按下式计算洛氏硬度值:
HR=130- e
• 式中:e——卸去主负荷后的压入深度,每单位为
0.002mm
• (2)直接用硬度读数盘读取硬度值。
• 洛氏硬度值须在数字前应加上前缀标尺字母。
试验操作
• 环境: 温度(23±2)℃,湿度(50±5)%RH • 对于木质铅笔,用绘图员专用机械卷笔刀
削掉大约5至6毫米的木头,小心操作,留 出原样的、未划伤的光滑圆柱体铅笔芯。 垂直握住铅笔,与砂纸保持90度在砂纸上 前后移动铅笔直至获得平坦,光滑,圆形 的横截面,且横截面边缘不得有碎片或缺 口。每次使用铅笔前都要重复这个步骤。
• 在试样的同一表面上做5次测量,每一测量点应距试样 边缘10mm以上,任何两测量点的间隔不得少于10mm。 试样的状态调节按GB/T 2918-1998规定的标准环境进行。
影响因素
• 试验仪器的影响 • 机架的变形量超过标准;主轴倾斜;压头夹持
方式不正常;加荷不平稳以及压头轴线偏移等。 • 测试温度的影响 • 随着测试温度的上升,各种塑料材料的洛氏硬
• 4、把试样置于测定架的试样平台上,使压针 头离试样边缘至少9毫米,平稳无冲击地使硬 度计在规定重锤的作用下压在试样上,从下压 板与试样完全接触15秒后立即读数。如果规定 要瞬时读数,则在下压板与试样完全接触后1 秒内读数。
• 5、在试样上相隔6毫米以上的不同点测量硬度 5次。取算术平均值。
影响因素
无气泡、无机械损伤及杂质等(若试样厚度小 于4mm,可以叠放几个试样,然而,叠加试样 得到的硬度值和同样厚度单片试样所得到的硬 度值会有差异)。 • 试样的状态调节按GB/T 2918-1998规定的标准环 境进行。
试验要求
• ① 测定各级负荷下的机架变形量 h2。 • 测定时卸下压头,升起工作台使其与主轴接触,加上初
• 2、对试样进行环境调整。对于硬度与湿度 无关的材料实验前,试样应在试验环境中 至少放置1小时。对于硬度与相对湿度有关 的材料,试样的状态调节按GB/T 2918-1998 规定的标准环境或按相应的材料标准进行。
试验步骤
• 3、安装;将硬度计垂直安装在硬度计支架上, 用厚度均匀的玻璃片放在试样平台上,在相应 的重锤作用下使硬度计下压板与玻璃片完全接 触,此时读书盘指针应指示“100”。当指针完 全离开玻璃片时,指针应指示’0”. 允许最大 偏差为±1个邵氏硬度值。
试验操作
• 1、 将事先已准备的符合要求的铅笔固定到仪器中,铅笔的尖 端放到涂层表面。
• 2、当铅笔笔尖接触到涂层后立即以0.5mm/s~1mm/s的速度朝 离开操作者的方向推动至少7mm。
• 3、若无特殊说明,30s以后以裸视检查涂层表面。用软布或是 脱脂棉擦和惰性溶剂一起擦拭涂层表面,当擦干净涂层表面所 有铅笔芯的所有碎屑,更容易判定产品 是否被破坏。必须保证 溶剂不能影响产品硬度。若未出现划痕,在未进行过试验的区 域重复试验,更换较高硬度的铅笔直到出现至少3mm长的划痕 为止。若已经出现超过3mm的划痕,则降低铅笔的硬度重复试 验,直到超过3mm的划痕不再出现为止。以没有使涂层出现 3mm及以上划痕的最硬的铅笔硬度表示涂层的铅笔硬度。
科尼格(König)和珀萨兹(Persoz)摆杆 式阻尼试验(A法)
• 记录摆幅由6°―3°(科尼格摆,简称K摆)及 12°―4° (珀萨兹摆,简称P摆)的时间,以秒 计。
• 对于有自动记录摆杆在规定角度范围内摆动次 数的复摆仪,其阻尼时间可按下式计算: t=T ・n 式中:t——漆膜阻尼时间,s;T——摆 的摆动周期,s/次;n——规定角度范围内摆杆 摆动的次数,次。
• D型的针尖直径为 0.2mm.即半径为R0.1。邵D 型硬度计用来测量包括硬塑料和硬橡胶的硬度, 例如:热塑性塑料,硬树脂,地板材料,保龄 球 等,特别适合于现场对橡胶和塑料成品的硬度 测量。
• C测型量的泡测沫针材是料一和个海圆绵球等。软邵性氏材C料型。硬度计用来
邵氏硬度计
• 硬度计主要由读数盘、压针、下压板及对 压针施加压力的弹簧组成。
塑料 球压痕硬度
GB/T 3398.1-2008 塑料 硬度测定 第 1部分:球压痕法
原理
• 把规定直径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, 单位为N/mm2。
Байду номын сангаас
原理
• 试验负荷: 49N ( 5kg )、 132N ( 13 .5kg )、 358N ( 36.5kg )、 961N ( 98.0kg )
• 硬度计的测定范围为20~90之间。当试样用 A型硬度计测量硬度值大于90时,改用邵氏 D型硬度计测量硬度。用D型硬度计测量硬 度值低于20时,改用A型硬度计测量。
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