ASTM D785 & ISO 2039-1/-2 Hardheidsmeting op kunststoffen
De normen ASTM D785 en ISO 2039-1/-2 beschrijven methoden voor het bepalen van de hardheid van kunststoffen, hard rubber en gelijkaardige elektrisch isolerende materialen uit kunststoffen met een belasting via een kogelvormig indruklichaam. In de norm ISO 2039-1, wordt de hardheid gemeten met een kogeldrukhardheidstest. Het oppervlak van de indrukking en de hardheid worden berekend uit de gemeten indringdiepte. ASTM D785 en ISO 2039-2 beschrijven methoden voor het bepalen van de indrukhardheid van kunststoffen met een Rockwell hardheidsmeter.
De methode wordt gebruikt voor hardheidsmetingen in het macro bereik tussen 49-980,7 N. Deze methode is een dieptemeetmethode. Om de hardheidswaarde van een testsample te bepalen wordt dus de blijvende indringdiepte veroorzaakt door het indruklichaam gemeten. Het indruklichaam is een stalen kogel met een diameter afhankelijk van de Rockwell hardheidsmethode.
ISO 2039-1 Kogeldrukhardheid ASTM D785/ISO 2039-2 Rockwell Testtoestellen Downloads Vraag een gesprek
Uitvoeren van een kogeldrukhardheidstest volgens ISO 2039-1
Bij een kogeldrukhardheidsmeting volgens ISO 2039-1 wordt de totale testlast uitgeoefend in twee stappen. Dit is bedoeld om invloed van de ruwheid van het sample-oppervlak te elimineren (bv. groeven op het sample) en om meetfouten door speling in de dieptemeting te voorkomen.
Eerst wordt het indruklichaam in het testsample geduwd met een voorlast van 9,8 N, tot een indrukkingsdiepte h0. Het referentievlak (basis) voor de hierop volgende meting van de blijvende indrukkingsdiepte (h) wordt bepaald door h0.
Vervolgens wordt de testkracht uitgeoefend tijdens een bepaalde in de norm vastgelegde periode, waarna de indringdiepte wordt gemeten. Voor de testkracht wordt gekozen uit 49 N, 132 N, 358 N of 961 N zodat de indringdiepte ligt tussen 0,15 en 0,35 mm na 30 s inwerking. Als de indringdiepte na afloop van de inwerktijd lager is dan 0,15 mm of hoger dan 0,35 mm, dan moet de testkracht verhoogd respectievelijk verlaagd worden.
Het oppervlak van de indrukking kan dan berekend worden uit de gemeten indringdiepte h. De Kogeldrukhardheid (HB) wordt afgeleid via een formule uit de norm. De testpunten moeten zo gepositioneerd worden dat ze voldoende ver van de rand van het sample liggen, en voldoende ver van elkaar (telkens niet dichter dan 10 mm).
De hoge krachten en diepe indrukken laten toe een groot oppervlak te meten met een goede nauwkeurigheid. Deze methode is zowel geschikt voor gevulde als ongevulde kunststoffen.
ISO 2039-1 Betekenis van de hardheidswaarde
De hardheidswaarde uit de test op kunststoffen volgens ISO 2039-1 bestaat uit twee componenten:
- Een numerische hardheidswaarde
- De twee hoofdletters HB staan voor kogeldrukhardheid (H = Hardness, B = Ball indentation)
Voorbeeld hoe een hardheidswaarde voorgesteld en gelezen wordt:
- 45 HB: 45 ... Hardheidswaarde; HB ... Kogeldrukhardheid in Newton per vierkante millimeter (N/mm²)
ASTM D785 & ISO 2039-2 Rockwell hardheidsmeting
- ISO 2039-2 en ASTM D785 beschrijven verschillende Rockwell hardheidsschalen voor hardheidsmetingen op kunststoffen.
- Bij de Rockwell methode wordt de totale testkracht uitgeoefend in twee stappen. Dit is bedoeld om invloed van de ruwheid van het sample-oppervlak te elimineren (bv. groeven op het sample) en om meetfouten door speling in de dieptemeting te voorkomen.
- In tegenstelling tot de kogeldrukhardheid volgens ISO 2039-1, waarbij de indringdiepte onder belasting gemeten wordt, meet de Rockwell methode de indringdiepte bij een bepaalde voorlast. Voor de respectievelijke Rockwell schalen zijn verschillende indruklichamen beschikbaar.
Uitvoeren van een test volgens ASTM D785 & ISO 2039-2
Bij het bepalen va de hardheid van kunststoffen volgens ISO 2039-2 en ASTM D785 wordt het indruklichaam eerst met een bepaalde voorlast in het sample gedrukt tot aan de indringdiepte h0. Hierbij definieert h0 het referentievlak (basis) voor de daaropvolgende meting van de permanente indringdiepte (h).
Vervolgens wordt de testkracht uitgeoefend voor een in de norm vastgelegde periode (meerdere seconden), waarbij het indruklichaam in het sample dringt tot de maximale indringdiepte h1.
Aan het einde van de testperiode wordt de testlast opnieuw gereduceerd. Het indruklichaam beweegt omhoog over het elastische gedeelte van de indringdiepte en blijft staan op de permanente indringdiepte h. Dit wordt ook het diepteverschil genoemd (verschil tussen indringdiepte voor en na uitoefening van de testkracht). Uit de blijvende indrukkingsdiepte h kan de Rockwell hardheid (HR) berekend worden met een formule uit de norm, afhankelijk van de toegepaste Rockwell schaal.
ASTM D785 & ISO 2039-2: verschillen tussen de testmethoden
De hardheidsmeting op kunststoffen volgens ASTM D785 en ISO 2039-2 verschilt op vlak van de diameter van de indrukkogel en de hoogte van de testkracht (ook testlast).
ASTM D785 Rockwell hardheidsschaal:
| ASTM D785 Rockwell hardheidsschaal | Voorlast (kg) | Testlast (kg) | Diameter van het indruklichaam |
|---|---|---|---|
| R | 10 | 60 | 0,5000 ± 0,0001 in / 12,700 ± 0,0025 mm |
| L | 10 | 60 | 0,2500 ± 0,0001 in / 6,350 ± 0,0025 mm |
| M | 10 | 100 | 0,2500 ± 0,0001 in / 6,350 ± 0,0025 mm |
| E | 10 | 100 | 0,1250 ± 0,0001 in / 3,175 ± 0,0025 mm |
| K | 10 | 150 | 0,1250 ± 0,0001 in / 3,175 ± 0,0025 mm |
ISO 2039-2 Rockwell hardheidsschaal:
| Rockwell hardheidsschaal ISO 2039- 2 | Voorlast (N) | Testlast (N) | Diameter van het indruklichaam (mm) |
|---|---|---|---|
| R | 98,07 | 588,4 | 12,7 |
| L | 98,07 | 588,4 | 6,35 |
| M | 98,07 | 980,7 | 6,35 |
| E | 98,07 | 980,7 | 3,175 |
ASTM D785 en ISO 2039-2 Weergave van de hardheidswaarde
De hardheidswaarde volgens ISO 2039-2 en ASTM D785 bestaat uit twee componenten:
- Een numerische hardheidswaarde
- De twee hoofdletters HR, die staan voor Hardheid volgens Rockwell
Voorbeeld hoe een hardheidswaarde voorgesteld en gelezen wordt:
- 65 HR
- 65 … hardheidswaarde
- HR ... volgens Rockwell
ZwickRoell Rockwell hardheidsmeters hebben een indenterhouder voor het meten van de hardheid op moeilijk bereikbare plaatsen. Naast ASTM D785 en ISO 2039-2, zijn ze ook geschikt voor de klassieke en oppervlakkige Rockwell hardheidsmetingen volgens ISO 6508 | ASTM E18.
