Badanie twardości tworzyw sztucznych
ISO 2039-1, ISO 2039-2, ISO 48-4, ISO 868, ASTM D2240, ASTM D785, ISO 19278
W dziedzinie tworzyw sztucznych stosuje się kilka metod badania twardości . W zależności od celu pomiarów interesujące mogą być różne metody. Mogą one mieć zakres nano, mikro lub makro.
Broszura informacyjna Tworzywa sztuczne Metody badawcze Shore ISO 48-4, ISO 868, ASTM D2240 Twardość kulkowa ISO 2039-1 Rockwell ISO 2039-2/ASTM D785 Instrumentalizowane badania twardości ISO 19278 Filmy Systemy badawcze
Metody badania twardości
W dziedzinie badania polimerów stosuje się kilka metod badania twardości . W zależności od celu pomiarów interesujące mogą być różne metody. Mogą one mieć zakres nano, mikro lub makro.
Twardość Shore ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 i -4, ASTM D 2240
- Twardość Shore'a jest mierzona na tworzywie sztucznym zgodnie z normą ISO 868 lub ASTM D2240 . Metoda pomiaru jest łatwa w użyciu i można ją łatwo przeprowadzić za pomocą urządzeń przenośnych. Pomiary twardości Shore'a są bardzo rozpowszechnione w zapewnianiu jakości i są metodami makroskopowymi. Do badań laboratoryjnych zaleca się użytkowanie urządzenia na stanowisku badawczym. Kalibracja urządzeń jest opisana w normie ISO 21509.
- Twardość Shore'a gumy i elastomerów jest mierzona zgodnie z normami ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 lub ASTM D 2240 . ISO 48-9 opisuje kalibrację urządzeń. Główną różnicą w ramach norm ISO w porównaniu z pomiarami na tworzywach sztucznych jest czas oddziaływania wgłębnika.
- W obu przypadkach mierzy się, jak głęboko wgłębnik wnika w materiał. Wgłębnik jest obciążony sprężyną o określonej charakterystyce. Im większa twardość badanego materiału, tym mniejsza głębokość penetracji, ale tym większe obciążenie wgłębnika. Twardość Shore’a wyrażana jest w skali od 0 do 100 Shore’a. Siła docisku stopki pomiarowej urządzenia do powierzchni badanej próbki wyznacza położenie zerowe. W zależności od standardu jest to około 10 N dla Shore A i około 50 N dla Shore D.
- Ustalono szereg różnych skal Shore’a ze względu na różne kształty wgłębników i charakterystykę sprężyny. Najbardziej znane skale to Shore A i D. Inne skale, takie jak Shore B, C, 0, 00, 000 i D0, zostały stworzone do konkretnych zastosowań. Obszar zastosowania zaczyna się od miękkich elastomerów (Shore A), a kończy na twardszych tworzywach termoplastycznych (Shore D).
- Analogowy i cyfrowy twardościomierz Shore’a
ZwickRoell dostarcza twardościomierze Shore'a z wyświetlaczami analogowymi, a także wersje cyfrowe z wyświetlaczem i z możliwością podłączenia PC. Urządzenia badawcze wyposażone są w liniowe łożyska kulkowe, które są ustawione tak, aby nie miały luzu i pracowały niemal bez tarcia. Naprężenie sprężyny można precyzyjnie wyregulować podczas kalibracji, aby zachować zgodność z siłami określonymi przez normy przy każdej wartości Shore'a. Oznacza to, że tolerancje określone w normach są dokładnie zachowane i możliwa jest wysoka powtarzalność wyników.
więcej informacji o badaniu twardości wg Shore’a
Twradośc kulkowa ISO 2039-1
- Twardość kulkowa zgodnie z normą ISO 2039-1 została ustalona jako proces laboratoryjny, szczególnie w Europie. W badane tworzywo sztuczne wciska się kulisty wgłębnik o średnicy 5 mm przy stałym obciążeniu badawczym. Wielkość zagłębienia pod obciążeniem jest czynnikiem decydującym o wartości twardości. Norma określa dobór obciążeń badawczych tak, aby wielkość zagłębienia była ograniczona do zakresu od 0,15 mm do 0,35 mm.
- Wysokie obciążenia badawcze i duży odcisk umożliwiają pomiar na dużej powierzchni badawczej, a tym samym silne uśrednienie zmierzonej wartości. Metoda ta nadaje się zatem do pomiaru zarówno tworzyw sztucznych niewypełnionych, jak i wypełnionych.
Badanie twardości Rockwella ISO 2039-2, ASTM D 785
- W ISO 2039-2 i ASTM D 785 są określone różne skale twardości Rockwella do badania tworzyw sztucznych .
- W przeciwieństwie do twardości kulkowej, w której wielkość zagłębienia mierzy się pod obciążeniem, wielkość zagłębienia w metodzie Rockwella mierzy się przy zdefiniowanym obciążeniu wstępnym. W zależności od odpowiedniej skali Rockwella dostępne są różne wgłębniki.
Instrumentalizowane badanie twardości ISO 19278 (Projekt)
- Metody badania twardości, które polegają na ciągłym rejestrowaniu całego zachowania siły podczas zagłębienia, nazywane są „instrumentalizowanymi metodami badania twardości”.
- Oprócz charakterystyki jednopunktowej w postaci pojedynczej wartości twardości, procesy te generują kompletne krzywe, na podstawie których można dostrzec inne interesujące właściwości materiału. Instrumentalizowany, rejestrujący pomiar twardości stanowi rozszerzenie konwencjonalnego pomiaru twardości.
- Zasadniczo oprzyrządowane metody pomiaru twardości mogą mieścić się w zakresie nano, mikro lub makro. Wgłębniki mogą być zaprojektowane we wszystkich geometriach, na przykład jako kula, jako stożek, jako czworoboczna piramida (Vickers) lub jako trójboczna piramida (Berkovic).
- Materiały o strukturze submikronowej, których struktury wahają się od kilku nanometrów do zakresu mikrometra, można mierzyć metodami mikrotwardości. Polimery wypełniane lub wzmacniane oraz mieszanki polimerów mierzone są metodami makro, czyli pod większymi obciążeniami. Zapobiega to sytuacji, w której zachowanie osnowy, włókna lub wypełniacza dominuje nad wartością twardości i prowadzi w ten sposób do dużych rozbieżności wartości.
- W przypadku metali proces taki został znormalizowany w ramach normy ISO 14577-1. Dla tworzyw sztucznych istnieje pierwszy projekt normy w ramach ISO 19278 .
Filmy, przedstawiające badania twardości tworzyw sztucznych
Uniwersalny twardościomierz ZHU250CL
Bardzo szeroki zakres siły badawczej od 0,5 kg do 250 kg zapewnia badanie według Vickersa, Rockwella i Brinella zgodnie z normami ISO 6507, ISO 6508 i ISO 6506. Uwzględniono następujące zastosowania, dotyczące twardości: Vickers ISO 6507 i ASTM E384, Knoop ISO 4545 i ASTM E384, Rockwell ISO 6508 i ASTM E18, Brinell IS0 6506 i ASTM E10
Twardościomierze Rockwella
- Twardościomierze Rockwella firmy ZwickRoell charakteryzują się uchwytem wgłębnika umożliwiającym badanie twardości w trudno dostępnych punktach pomiarowych.
- Twardościomierze z rodziny produktów ZHR obejmują następujące procedury:
- Klasyczne badanie twardości Rockwella (ZHR4150) zgodnie z ISO 6508, ASTM E18 Siła wstępna: 10 kg Obciążenie badawcze: 60, 100, 150 kg Skale: A B C D E F G H K L M P R S V
- Super-Rockwell (ZHR4045) zgodnie z ISO 6508, ASTM E18 Siła wstępna: 3 kg . Obciążenie badawcze: 15, 30, 45 kg Skale: N T W X Y
- Uniwersalny Rockwell (ZHR8150) zgodnie z ISO 6508, ASTM E18 Siła wstępna: 3, 10 kg Obciążenie badawcze: 15, 30, 45, 60, 100, 150 kg Skale: A B C D E F G H K L M N P R S Y V W X Y
- Rockwell do tworzyw sztucznych (LKP) zgodnie z ISO 2039-2 i ASTM D785 (A & B)
