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ASTM D785 & ISO 2039-1/-2 塑膠硬度測試

ASTM D785ISO 2039-1/-2 標準說明的方法中,是使用加載球壓頭測定塑膠、硬橡膠以及由塑膠製成之相關電絕緣材料的硬度。 在 ISO 2039-1 標準中是透過球壓痕測試來測定硬度值。 根據測得的壓痕深度,陸續計算壓痕表面和硬度。 ASTM D785ISO 2039-2 說明的方法中,是使用洛氏硬度計來測定塑膠壓痕硬度。

此方法用於測試宏觀範圍內的硬度,施加的試驗力介於 49 至 980.7 N 之間。這是一種深度測量法,也就是通過測量壓頭造成的永久壓痕深度來測定試樣的硬度值。 壓頭為一鋼球,球的直徑則根據洛氏硬度法而異。

ISO 2039-1 球壓痕標準 ASTM D785 / ISO 2039-2 洛氏硬度 Rockwell 測試設備 下載 尋求諮詢

根據 ISO 2039-1 標準進行球壓痕硬度測試

進行 ISO 2039-1 標準的球壓痕硬度時,總試驗力分成兩階段施加。 這是為了消除試樣表面粗糙度(如試樣上的凹槽)的影響以及壓痕深度測量中的間隙引起的測量誤差。

首先,將壓頭9.8 N 的測試預負載壓入待測試樣,直至達壓痕深度 h0,h0 定義的是後續測量壓痕深度(h)的參考平面(基準面)。

然後,在標準所定義的暴露時間內,施加試驗力並測量穿刺深度。 選擇 49 N、132 N、358 N 和 961 N 其中一試驗力,在暴露 30 秒後,讓壓痕深度落在 0.15 至 0.35 mm 範圍內。 如果在試驗力暴露時間結束時檢測到的壓痕深度小於 0.15 mm 或超過 0.35 mm,則必須增加或減少試驗力。

然後,可使用測得的壓痕深度 h 來計算壓痕的表面積。後續再使用標準中定義的公式計算球壓痕硬度(HB)。 測試壓痕的位置必須與試樣邊緣(邊界)有足夠的距離,且各個測試壓痕之間的距離不得低於 10 mm。

高的測試負載和深的壓痕允許在一個大試樣表面進行測量,這樣就可以得到較準確的測量數據平均值。 這個方法適用於測量有填料的塑膠及未填料的塑膠

ISO 2039-1 中規範硬度值的表示方法

根據 ISO 2039-1 塑膠測試所得硬度值由兩個部分組成:

  1. 數字硬度值
  2. 兩個大寫字母 HB,表示球壓痕硬度(H = 硬度;B = 球壓痕)

表示和讀取硬度值的範例:

  • 45 HB: 45 表示硬度值;HB 表示球壓痕硬度,單位為 N/mm²

ASTM D785 & ISO 2039-2 洛氏硬度測試

  • ISO 2039-2ASTM D785塑膠硬度測試定義了多種洛氏硬度尺標。
  • 在洛氏硬度法中,總試驗力分成兩步驟施加。 這是為了消除試樣表面粗糙度(如試樣上的凹槽)的影響以及壓痕深度測量中的間隙引起的測量誤差。
  • 不同於 ISO 2039-1 的球壓痕硬度是在負載下測量壓痕深度,洛氏硬度法則是在定義的預負載下測量壓痕深度。 根據相應的洛氏硬度標尺,可使用不同的壓頭。

根據 ASTM D785 & ISO 2039-2 進行測試

在根據 ISO 2039-2 和 ASTM D785 測定塑膠硬度時,首先以相應的試驗預負載將壓頭壓入待測試樣,直至達壓痕深度 h0,h0 定義的是後續測量永久壓痕深度(h)的參考平面(基準面)。

然後,在標準規定的持續時間(幾秒鐘)內,施加試驗力,讓壓頭穿刺入試樣達最大穿刺深度 h1

在施力時間結束時,試驗力再次降低,壓頭會因材料彈性而從總試驗力的下壓痕深度回復上移,並保持在永久壓痕深度 h 的水平。這也稱為深度差(施加試驗力前後的壓痕深度差)。 使用永久壓痕深度 h,然後可在考慮所使用的洛氏標尺下,根據標準中定義的公式計算洛氏硬度(HR)

ASTM D785 和 ISO 2039-2:兩測試方法間的差異

根據 ASTM D785 和 ISO 2039-2 標準,隨著壓球直徑試驗力(也稱試驗負載)不同,塑膠硬度也會不同。

  • ASTM D785 洛氏硬度標尺:

 

ASTM D785 洛氏硬度標尺預負載(kg)試驗載重(kg)壓頭直徑
R10600.5000 ± 0.0001 in / 12.700 ± 0.0025 mm
L10600.2500 ± 0.0001 in / 6.350 ± 0.0025 mm
M101000.2500 ± 0.0001 in / 6.350 ± 0.0025 mm
E101000.1250 ± 0.0001 in / 3.175 ± 0.0025 mm
K101500.1250 ± 0.0001 in / 3.175 ± 0.0025 mm

 

  • ISO 2039-2 洛氏硬度:

 

洛氏硬度標尺 ISO 2039-2預荷重(kg)試驗負載(kg)壓頭直徑(mm)
R98.07588.412.7
L98.07588.46.35
M98.07980.76.35
E98.07980.73.175

ASTM D785 & ISO 2039-2 硬度值的表示

根據 ISO 2039-2 和 ASTM D785 的硬度值由兩個部分組成:

  1. 數字硬度值
  2. 兩個大寫字母:HR,表示洛氏硬度

表示和讀取硬度值的範例:

  • 65 HR
  • 65 表示硬度值
  • HR-根據洛氏法
ASTM D785 & ISO 2039-2 洛氏硬度計

ZwickRoell 的洛氏硬度計特有一個壓頭托架,用於在難以測到的位置進行硬度測試。 除了 ASTM D785 和 ISO 2039-2 之外,它們也能進行符合 ISO 6508 | ASTM E18 標準的經典和超級洛氏硬度測試。

塑膠硬度測試資料下載

名稱 類型 尺寸 下載
  • 產品資訊: VisionLine: PDF 1 MB
  • 產品資訊: DuraJet PDF 1 MB
  • 產品資訊: DuraVision 20/30 PDF 2 MB
  • 產品資訊: DuraVision 200/300 PDF 2 MB
  • 產品資訊: DuraVision 250/350 PDF 1 MB

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