可調(diào)高度的沖擊測(cè)試原理
表面涂層通常遭受沖擊,該沖擊也能使基材變形,從而將壓力傳遞到涂層的附著力和凝聚力上。球沖擊測(cè)試在標(biāo)準(zhǔn)條件下模擬此種壓力。一個(gè)規(guī)定重量的球沖頭其底部直徑固定,從一個(gè)議定或不同的高度在導(dǎo)管中自由落到樣本上。沖擊完成后,對(duì)樣品表面的變形區(qū)進(jìn)行破裂和剝落檢查。球沖擊測(cè)試相等于ERICHSEN杯凸測(cè)試的動(dòng)態(tài)版本。
沖擊測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
用于沖擊測(cè)試的不同標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器機(jī)械結(jié)構(gòu)幾乎都是一樣的,重要的不同之處在于
-沖頭末端的直徑
-底座墩的內(nèi)徑
-下落砝碼的質(zhì)量
-下降高度 / 能量的刻度
-夾緊套和止動(dòng)器用以限制凹槽的深度
下列表格總結(jié)了各款儀器的參數(shù)。ERICHSEN可調(diào)高度的沖擊測(cè)試儀,304型的不同型號(hào)根據(jù)不同的沖擊測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)已展示在下表中:
AFNOR 304型具有一個(gè)特性,這是其它型號(hào)所沒(méi)有的:底座墩上的孔小于下降砝碼末端的球體直徑。根據(jù)樣品厚度的不同,大的深度便受到相應(yīng)的限制。在SNV型號(hào)中,情況也相似:這里兩個(gè)直徑是相等的。要注意的是實(shí)際用于AFNOR型的符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)400 g砝碼,是不包括在304-AFNOR型的基本配備中,因大多數(shù)用戶使用的是1000 g的下降砝碼。
適用ISO、DIN和ASTM標(biāo)準(zhǔn)的型號(hào)屬于我們的標(biāo)準(zhǔn)制造程序;但304-ECCA、304-AFNOR和304-SNV都是根據(jù)需要才制造。理論上其它帶不同下降砝碼,球和底座墩尺寸的不同型號(hào)沖擊測(cè)試儀也可特別訂制。
標(biāo)準(zhǔn)
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球直徑
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底座墩內(nèi)徑
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下降砝碼
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刻度 / 分刻度
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ERICHSEN
型號(hào)
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狀況
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ISO 6272
(DIN 55 669)*
ECCA T5-1995
EN 13523-5***
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20 mm
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27 mm
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1 + 1 kg **
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1000 / 5 mm
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304-ISO
304-DIN
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標(biāo)
準(zhǔn)
型
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ASTM D 2794
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5/8"(15.9 mm)
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0.64"(16.3 mm)
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2 pounds(0.9 kg)
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80/2 inch pounds
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304-ASTM
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ECCA T5-1985
ECCA T6-1985
ASTM D 3029
(Method Gc)
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5/8"(15.9 mm)
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0.64" (16.3 mm)
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2 + 2pounds **
(0.9 + 0.9 kg)
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80/2 inch pounds
and
160/4 inch pounds
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304-ECCA
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特殊
型
(根據(jù)
需要
定制)
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NF T 30-017
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23 mm
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22 mm
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1 kg
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1000 / 5 mm
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304-AFNOR
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SNV 37109
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1/2"(12.7 mm)
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1/2"(12.7 mm)
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2 pounds (0.9 kg)
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1000 / 5 mm
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304-SNV
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* 符合ISO 6272,但不帶夾緊套和制動(dòng)器以限制下降砝碼造成的深度。
** 基本砝碼可以通過(guò)連上補(bǔ)充砝碼使重量翻倍。
*** 相等于ECCA T5-1995
304型-概述
304型沖擊測(cè)試儀,雖然變化出多個(gè)不同的版本,但它的基礎(chǔ)仍是由牢固的底座組成,配有一個(gè)懸臂,將下落管用螺絲夾緊在槽中。在ISO和DIN版本中,用夾緊把手將螺絲鎖緊,使得儀器能迅速設(shè)置以適應(yīng)不同厚度的樣品,把手能靠彈簧力撥出一些,這樣它就可松開(kāi),并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
在下落管下方的底板上,根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)裝有一個(gè)底座墩。底座墩容易更換,但同時(shí)亦是準(zhǔn)確安裝,以保證導(dǎo)管和墩座的中心線重合。
下降砝碼的底部根據(jù)所使用的底座墩裝有球型沖頭,下降砝碼上亦有一凸針,可沿著管上的窄槽上、下移動(dòng),用于提升砝碼到所需的高度。在ISO、DIN和ECCA版本中,下降砝碼的質(zhì)量可通過(guò)連接一個(gè)附加砝碼來(lái)翻倍。
刻度表沿著凹槽安裝。對(duì)于ISO、DIN、AFNOR和SNV標(biāo)準(zhǔn),儀器以“cm”校準(zhǔn)。對(duì)于ASTM標(biāo)準(zhǔn),儀器則以“inch lbs”校準(zhǔn)。在ECCA版本中,凹槽的兩邊各有一個(gè)不同的“inch lbs”刻度表。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),304-ISO型測(cè)試儀配備有一個(gè)夾緊套,用于保持測(cè)試面板在正確的位置,并在不同厚度處停頓,以限制下降砝碼的凹痕深度。
此外,304-ISO型和304-DIN型還有一個(gè)特征,下降管上有一個(gè)可移動(dòng)環(huán)。該環(huán)裝在凹槽 中,由刻花螺絲夾緊用于制動(dòng)下降砝碼上的凸針。這種設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的位能預(yù)設(shè),當(dāng)要從一個(gè)固定高度進(jìn)行多次測(cè)試時(shí),這便顯得特別方便。
沖擊測(cè)試程序
按照標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備樣品(諸如:底材表面處理、涂層的敷涂、硬化程序、存儲(chǔ)、涂層厚度測(cè)量、也許須作交叉劃痕測(cè)試等),必須符合兩個(gè)基本原則:
·球(沖頭)直接落到涂層上,以獲得一個(gè)中凹的變形(下沉)或在另一面獲得一個(gè)中凸的變形(突出)。標(biāo)準(zhǔn)列表提供給用戶在兩者間的一個(gè)選擇;用戶須選擇或制定一種方法。以下情況例外:ECCA標(biāo)準(zhǔn)(T5和T6)清楚指明,必須使用中凸變形。
· 就變形能量而論,在下落開(kāi)始時(shí),可能就是使用一個(gè)協(xié)議的位能值。沖擊試驗(yàn)在此情況下給出可行/不可行或合格/不合格的答案。在快速變形中,從裂痕的形成來(lái)分析涂層的抵抗性能。這種方法只能供一個(gè)定性的結(jié)果,但可使一批被測(cè)試樣品以非常快的速度測(cè)試。
如果執(zhí)行重復(fù)沖擊測(cè)試以創(chuàng)建損壞材料的小能量值,那么獲得的只是定量的結(jié)果。這種情況下,下降的距離或沖擊能量不斷變化,直到裂痕出現(xiàn)或附著力消失為止。導(dǎo)致該種損壞的能量值必須通過(guò)使用更多的樣品板反復(fù)測(cè)試以獲得確認(rèn)。如果獲得不同的結(jié)果,建議選取一個(gè)平均值。
一個(gè)基本原則(也可用于可行/不可行測(cè)試)-必須確保測(cè)試點(diǎn)距邊緣足夠距離(至少35 mm)和距同一樣本上先前的測(cè)試點(diǎn)有足夠距離(小中心距離70 mm)上進(jìn)行。
評(píng)估和分析
樣品上由球沖擊后造成的變形、破裂和剝落(可能需要放大鏡的輔助)用肉眼來(lái)找尋。為確保較少的破裂也能得到鑒別,ASTM D 2794標(biāo)準(zhǔn)建議兩種更靈敏的檢測(cè)方法。
· 在樣品上施加硫酸銅溶液使得涂層少的缺陷也顯得清晰可比。此方法只在下述情況有效:對(duì)于基材為鋼和防腐蝕的涂層(如磷酸鹽),在沖擊時(shí)發(fā)生破裂。
· 在將絕緣材料涂于金屬基材上時(shí),該區(qū)域也可用孔率測(cè)試儀器來(lái)檢測(cè)。簡(jiǎn)單的傳導(dǎo)測(cè)試儀使用一個(gè)9 VDC的電源和濕潤(rùn)的海綿。用于此種測(cè)試的儀器如POROCHECK (ERICHSEN Model 524)。它是一臺(tái)很容易使用的孔率測(cè)試儀,且不需使用市電電源。
沖擊能量在不同的標(biāo)準(zhǔn)中以不同的術(shù)語(yǔ)表達(dá)。在ISO、DIN、NF和SNV標(biāo)準(zhǔn)中,下降高度(mm)加上沖擊物體的重量用于相關(guān)的能量刻度。余下的沖擊測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(如下所示)使用獨(dú)立的能量單位:
kg m (ISO 6272,ASTM D 2794),Joule (ASTM D 3029,ECCA T5),inch ibs (ASTM D 2794 and ASTM D 3029)。
這些能量單位的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系為:
1 J(oule)=0.1 kg m=8.8 inch ibs
轉(zhuǎn)換因子能用于比較在不同版本儀器上設(shè)置的能量值。因?yàn)椴煌那蚝偷鬃盏某叽?,故不可通過(guò)任何準(zhǔn)確計(jì)算來(lái)轉(zhuǎn)換用不同的球沖擊測(cè)試方法所得到的結(jié)果。
符合ECCA T6測(cè)試
,占據(jù)了一個(gè)特殊的位置。在這種情況中,先前被交叉劃痕損壞的涂層再受到一個(gè)中凸變形(反沖擊),損傷的程度可用基材上剝落面積的百分比來(lái)表示。
訂貨號(hào)
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訂貨號(hào)
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產(chǎn)品描述
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0086.01.31
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304-ASTM可調(diào)沖擊試驗(yàn)儀, 符合ASTM D 2794 標(biāo)準(zhǔn)
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0086.05.31
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304-ECCA可調(diào)沖擊試驗(yàn)儀, 符合ECCA標(biāo)準(zhǔn)
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0086.02.31
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304-DIN 可調(diào)沖擊試驗(yàn)儀, 符合DIN 55 669標(biāo)準(zhǔn)
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0086.06.31
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304-ISO 可調(diào)沖擊試驗(yàn)儀, 符合ISO 6272標(biāo)準(zhǔn)
帶夾緊套和停止裝置,以限制下降砝碼的沖擊深度
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技術(shù)概述和操作說(shuō)明304 / E
可調(diào)沖擊試驗(yàn)儀,304型
1. 通用信息
實(shí)際情況中,涂層材料通常受到?jīng)_擊,這會(huì)引起涂有涂層材料的材料的變形。在受沖擊的那一側(cè),目的會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)或向外的凹槽。
一個(gè)用于此的儀器能產(chǎn)生兩種類型的沖擊,而且測(cè)試條件應(yīng)該可重復(fù)。
下列所描述的儀器符合這些要求。它類似于美國(guó)Gardner公司開(kāi)發(fā)的儀器,其標(biāo)準(zhǔn)形式由美國(guó)測(cè)量系統(tǒng)提供。
2. 測(cè)試原理
將被測(cè)試的涂層材料涂到合適的基材上(通常是薄金屬片),通過(guò)安裝設(shè)計(jì)的錘子砝碼獲得變形,該砝碼從一個(gè)可調(diào)整的設(shè)定高度落到樣品上,這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)或向外的凹槽。
涂層材料接下來(lái)便可用于破裂結(jié)構(gòu)或剝裂檢驗(yàn)。
3. 儀器的設(shè)計(jì)和功能
儀器由鋼材底板構(gòu)成,并特別配置了一直徑為0.64"(16.3 mm)底座墩。一個(gè)支撐懸臂安裝在底板上,懸臂帶有一個(gè)夾子,作為下降砝碼的導(dǎo)管,在此種情況下,保證管的中心線與底座墩成一直線。管本身由鎳銅合金構(gòu)成,前端有一個(gè)螺姆。螺姆旁邊是一個(gè)刻度表,每級(jí)刻度為2英磅單位。
鋼錘螺栓的重量為2磅(=2×453.592克),它裝有一個(gè)直徑為5/8"(=15.8 mm)的鋼球。管末端的上部有一個(gè)凸出的支撐螺栓,通過(guò)它,錘的螺栓可提升到所需的下落位置。
如有需要,我們?nèi)钥商峁┫惹霸O(shè)計(jì)的304型號(hào)(鋼球直徑1/2",9/16")。
3.1 技術(shù)數(shù)據(jù)
大下降高度: 101.5 cm = 40in
測(cè)量范圍(沖擊能量): 0.23-9Nm = 2-80 inch pounds
寬度: 180 mm
深度: 200 mm
高度: 1250 mm
鋼錘螺栓重量: 0.908 kgm = 2 pounds
4. 測(cè)試程序
4.1 樣品準(zhǔn)備:
影響變形的金屬薄片特性為厚度與質(zhì)量。如果測(cè)試結(jié)果需要比較,則需使用相同質(zhì)量和厚度的金屬薄片。
為準(zhǔn)備基材,以下程序應(yīng)與實(shí)際中采用的涂層材料相似?;膹氐壮ビ椭苤匾?。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用和烘干程序,運(yùn)用于特殊涂層材料的說(shuō)明應(yīng)該被認(rèn)真遵守。
如果需比較的結(jié)果是通過(guò)不同的測(cè)試方法獲得的,則需特別注意樣品的相同老化。
4.2 錘子測(cè)試
可運(yùn)用兩種變更方法:
a) 向內(nèi)的和中凹的凹槽測(cè)試,樣品薄片擺在底座墩身上,涂有漆的一面向上,使錘子螺栓落在漆上,并產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的凹槽,引起漆膜的壓縮;
b) 向外的和中凸的凹槽測(cè)試,薄片上有漆的一面向下,置于底座墩身上,故錘子螺栓產(chǎn)生一個(gè)向外的凹槽,引起漆膜的延伸。
將樣品按上述任何一種方法置于底座墩身上,一方面保持樣品水平,同時(shí)使用支撐螺栓將錘子螺栓提升到所需的高度。當(dāng)支撐螺栓松開(kāi)時(shí),錘子螺栓落到薄片上,并產(chǎn)生變形,此變形不同主要取決于下落的高度。薄片的厚度和薄片的質(zhì)量。接下來(lái)漆可用于破裂和剝落檢測(cè)。
如果有必要,測(cè)試可重復(fù),這可通過(guò)增加或減少下落的高度以找到薄膜上次可視損壞出現(xiàn)時(shí)的極限值,既然管以英磅校準(zhǔn);則極限值可直接被記錄為以英磅為單位的沖擊力。
從薄膜受損壞的類型來(lái)分析,我們可得出涂層材料的附著力質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的結(jié)論。