ASTM D785 & ISO 2039-1/-2 塑膠硬度測試
ASTM D785 和 ISO 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 D785 和 ISO 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,將壓頭以 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。
ASTM D785 & ISO 2039-2 洛氏硬度測試
- ISO 2039-2 和 ASTM D785 為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,隨著壓球直徑和試驗力(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 |
---|---|---|---|
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 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) |
---|---|---|---|
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 |
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。