Zkoušky tvrdosti plastů
ISO 2039-1, ISO 2039-2, ISO 48-4, ISO 868, ASTM D2240, ASTM D785, ISO 19278
V plastikářském průmyslu se používá celá řada metod zkoušení tvrdosti a každá z nich se zaměřuje na jiný cíl měření. Měření se pohybují v rozsahu nano, mikro nebo makro.
Brožura o plastech Zkušební metody Shore ISO 48-1, ISO 868, ASTM D2240 Vtlačování kuličky ISO 2039-1 Rockwell ISO 2039-2/ASTM D785 Instrumentované zkoušky tvrdosti ISO 19278 Video Zkušební systémy
Metody pro zkoušení tvrdosti
V plastikářském průmyslu se používá celá řada metod zkoušení tvrdosti a každá z nich se zaměřuje na jiný cíl měření. Měření se pohybují v rozsahu nano, mikro nebo makro.
Tvrdost podle Shore ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 a -4, ASTM D2240
- Tvrdost plastů metodou Shore podle ISO 868 nebo ASTM D2240. Postup měření je jednoduchý a lze jej snadno provádět pomocí přenosných přístrojů. Měření tvrdosti podle Shore patří mezi makroskopické metody. Často se používá pro účely kontroly kvality. Pro laboratorní zkoušky doporučujeme používat přístroj upevněný na stojánku (ve stativu). Kalibrace těchto přístrojů je popsána v normě ISO 21509.
- Zkoušky tvrdosti pryže a elastomerů se provádějí podle ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 nebo ASTM D2240. ISO 48-9 popisuje kalibraci přístroje. Hlavním rozdílem v normách ISO ve srovnání s měřením na plastech je doba vtlačování indentoru.
- V obou případech se měří výsledná hloubka vtisku indentoru v materiálu. Vnikací tělísko (indentor) je zatíženo pružinou s definovanou charakteristikou. Čím větší je tvrdost zkoušeného materiálu, tím menší je hloubka vtisku, ale tím větší je zatížení indentoru. Stupnice tvrdosti plastů metodou Shore je od 0 do 100. Kontaktní síla při dotyku patice přístroje s povrchem vzorku určuje nulovou polohu. V závislosti na normě je tato síla přibližně 10 N pro Shore A a přibližně 50 N pro Shore D.
- Vzhledem k různým tvarům indentorů a charakteristikám pružin bylo definováno několik stupnic Shore. Nejčastěji se používají stupnice měření metodou Shore A a D. Další stupnice, například Shore B, C, 0, 00, 000 a D0, byly vyvinuty pro specifické aplikace. Rozsah použití začíná u měkkých elastomerů (Shore A) a končí u tvrdších termoplastů (Shore D).
- Analogové a digitální tvrdoměry
ZwickRoell nabízí tvrdoměry Shore s analogovým nebo digitálním displejem a možností připojení k PC. Zkušební přístroje jsou vybaveny lineárními kuličkovými ložisky bez vůle a prakticky nevykazují téměř žádné tření. Při kalibraci lze přesně nastavit tuhost pružiny tak, aby byly zachovány síly uvedené v normách pro každou hodnotu Shore. Tímto způsobem jsou přesně dodržovány tolerance stanovené normami a je umožněna vysoká opakovatelnost výsledků.
Více informací o zkouškách tvrdosti podle Shore
Stanovení tvrdosti – Část 1: Metoda vtlačením kuličky ISO 2039-1
- Tvrdost vtlačením kuličky podle ISO 2039-1 je široce používaná metoda v evropských laboratořích. Indentor tvaru kuličky o průměru 5 mm se vtlačuje do plastového vzorku při konstantním zkušebním zatížení. Hloubka vtisku při zatížení je určující veličinou pro hodnotu tvrdosti. Norma definuje různá zkušební zatížení tak, aby hloubka vtisku ležela v rozsahu od 0,15 mm do 0,35 mm.
- Větší zkušební zatížení a větší hloubka vtlačení umožňují měření na rozsáhlejší zkušební ploše, a tím i průkaznější průměrnou naměřenou hodnotu. Tato metoda je vhodná pro měření jak plněných, tak neplněných plastů.
Stanovení tvrdosti metodou Rockwell ISO 2039-2, ASTM D785
- Normy ISO 2039-2 a ASTM D785 definují různé metody měření tvrdosti plastů podle Rockwella.
- Na rozdíl od tvrdosti vtlačením kuličky, kdy se hloubka vtisku měří při zatížení, se u Rockwellovy metody měří hloubka vtisku při definovaném předzatížení. K dispozici je celá řada indentorů, které odpovídají stupnici podle Rockwella.
Instrumentované měření tvrdosti podle ISO 19278 (návrh)
- Metody zkoušení tvrdosti založené na plynulém záznamu celého průběhu síly a hloubky vtisku jsou známé jako instrumentované metody zkoušení tvrdosti.
- Kromě jedné hodnoty tvrdosti tyto metody umožňují získat kompletní záznamy průběhu vtlačování, které vypovídají o dalších zajímavých charakteristikách materiálu. Instrumentované měření tvrdosti, tzn. se záznamem, je rozšířením konvenčního měření tvrdosti.
- Obecně se instrumentované metody měření tvrdosti pohybují v rozsahu nano, mikro nebo makro. Indentory (vtlačovací tělíska) mohou mít různou geometrii, například kulovou, kuželovou, tvar čtyřbokého jehlanu (Vickers) nebo tvar trojbokého jehlanu (Berkovic).
- Submikronové struktury materiálů rozměrově od několika nanometrů do jednoho mikrometru se měří metodami mikrotvrdosti. Plněné nebo vyztužené polymery a polymerní směsi se měří makrometodami, což znamená, že se používá vyšší zatížení. Tím se zabrání tomu, aby tvrdost matrice či vláken nebo plniva byly dominantní, což by vedlo k příliš velkému rozptylu dat.
- Tato metoda byla standardizována pro zkoušky kovových materiálů, jak je definováno v normě ISO 14577-1. Byl vytvořen také předběžný návrh normy ISO 19278 pro plasty.
Video záznam zkoušky tvrdosti plastů
Univerzální tvrdoměr ZHU250CL
Velmi široký rozsah zkušební síly od 0,5 kg do 250 kg umožňuje provádět zkoušky podle Vickerse, Knoopa, Rockwella a Brinella podle norem ISO 6507, ISO 6508 a ISO 6506. Pokrývá následující aplikace v oblasti zkoušení tvrdosti: Vickers ISO 6507 a ASTM E384, Knoop ISO 4545 a ASTM E384, Rockwell ISO 6508 a ASTM E18, Brinell IS0 6506 a ASTM E10
Tvrdoměry Rockwell
- Tvrdoměry Rockwell společnosti ZwickRoell jsou vybaveny držákem indentoru pro zkoušení tvrdosti na obtížně přístupných místech.
- Tvrdoměry z řady produktů ZHR pokrývají následující metody:
- Standardní zkoušky tvrdosti podle Rockwella (ZHR4150) podle ISO 6508 a ASTM E18, předzatížení: 10 kg. Zkušební zatížení: 60, 100, 150 kg, stupnice: A B C D E F G H K L M P R S V
- Povrchové metody podle Rockwella (ZHR4045) podle ISO 6508 a ASTM E18, předzatížení: 3 kg. Zkušební zatížení: 15, 30, 45 kg, stupnice: N T W X Y
- Univerzální Rockwell (ZHR8150) podle ISO 6508 a ASTM E18, předzatížení: 3, 10 kg. Zkušební zatížení: 15, 30, 45, 60, 100, 150 kg, stupnice: A B C D E F G H K L M N P R S Y V W X Y
- Metoda Rockwell pro plasty (LKP) podle ISO 2039-2 a ASTM D785 (A & B)
