壓痕硬度
壓痕硬度是測定彈性多孔發泡材料品質的重要特徵值。ISO 2439, DIN 53577, DIN 53579-1, ASTM D3574 和 ASTM D3579 標準中皆描述了測試過程。ZwickRoell 為您的需求提供測試解決方案
目標 & 執行測試 ISO 2439 試樣及尺寸 測試彈性多孔發泡材 DIN 53579-1 標準 影片 測試系統 塑料產業型錄
壓痕硬度
- 對於像汽車座椅和床墊等這類型的彈性發泡材料，壓痕硬度為描述產品品質（如舒適度）最重要的特徵值之一。這些成型組件通常根據DIN 53579-1進行測試。當測試墊子時，試樣被放置於特殊形狀的模具中。
- 這類測試對於材料測試同樣重要。 例如ISO 2439和ASTM D3574的標準詳細地定義了測試順序。
- 測量的方法是硬度測量法。 使用一個規定的壓頭壓入一個夠大的表面，並且需要一定的測試力以持續測量。 測試程序包含幾個預載循環，當發泡材料孔隙破裂，發泡材進入一個實際測量定義的狀態。 緊接著測量循環。 測試結果為力值，該值為在定義的壓下厚度和規定的保持時間後所採集的。
- 相比於壓縮應力值的測量，這個方法的一個優勢是屏除了試片切邊的影響。 獲取的測量值是一個無關試片尺寸的特徵值，且在試片足夠大的情況下是可比的。 該值可完全用於品質控管目的。
ISO 2439 程序及特徵值
壓痕硬度以牛頓為單位，指在預定條件下達到指定壓痕所需的總負載。
ISO 2439 建立了四種不同程序，用以測定壓痕硬度：
- 方法 A：標準試樣的實驗室程序，就材料比較而測定其特徵值：壓痕硬度指數 HA （40%/30s）（試樣厚度於 30 秒維持時間有 40% 壓痕）
- 方法 B：壓痕硬度特性 HB （25%、40%、65%/30s）：施力（壓痕硬度）於此測定數次，待壓痕達 25%、40% 與 65% 後，分別維持 30 秒。
- 方法 C：檢查壓痕硬度 HC （40%/0s），無方法 A 數值相關性的維持時間；所得結果可與方法 A 相聯，但通常較高。
- 方法 D：低壓痕硬度指數 HD （25%/30s）對壓痕硬度檢驗測試而言是一個理想快速的程序，僅需一次預載循環。
ISO 2439 方法 E 建有壓縮撓度係數與滯後損失率的測定，提供承載性質相關額外資訊。
- 壓縮撓度係數 S f = 壓痕為 65% 時施力與壓痕為 25% 時施力的比率
- 磁滯損失率 Af = 循環形變期間，試樣加載與卸載之間的能量差。它以負載能量的百分比表示。
ISO 2439 方法 A
ISO 2439 方法 B
ISO 2439 方法 C
ISO 2439 方法 D
ISO 2439 方法 E
執行測試與測試設備
- 上述測定壓痕硬度、壓縮撓度係數與滯後損失率的程序已定義出測試程序相關預載循環、預載及測量循環中壓痕、預載後與壓縮時的休息時間等不同參數。
- 測試使用預定義的壓頭。 於測試期間，彈性發泡材的形變依精準定義條件而測量，並顯示於施力-壓痕位移圖上。 此測試循環包括了預先加載的循環以用於調節試樣，隨後並測定特徵值。汽車產業還有其他測試方法，其中有些有著不同的測試程序與特定的測試結果。
所有使用 ZwickRoell zwickiLine系列萬能試驗機與附帶撐板及壓頭的適當壓縮治具的方法均保證測試符合ISO 2439標準。ProLine系列萬能試驗機也可用於組件測試與安裝寬達 400 mm 的壓縮板，並執行更大施力測試。
- 支撐板必須大於試樣並有穿孔（孔徑 6 mm，間距 20 mm）以防止形成氣墊。
- 壓痕須使用比試樣小的壓頭進行。壓頭外觀光滑且呈圓頭，直徑 200 至 203 mm ，邊緣半徑為 1mm 。
相較於 根據 ISO 3386 所測得的壓縮硬度，ISO 2439 優點之一為消除了切割邊的影響。 若試樣夠大，則所得壓痕硬度值代表無關尺寸但可比較的特徵值適用於品質保證目的。
符合 DIN 53579 的試樣是其當前形態的模製零件。每個版本的設計都有一個特定的子結構（模具嵌件） 以用於固定試樣。
待測試模製零件的不同設計與實務中各類要求常使壓頭必須適應各自的測試情況。DIN 53579 提供三個不同尺寸、不同形狀的選擇，這些形狀也已在實踐中獲得證明。
- 圓形、扁平壓頭
- 球形/半球形壓頭
- 圓形、凸弧形壓頭
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