塑料的硬度是指其在一定條件下抵抗劃痕、壓痕、穿透等各種形式的外力的能力,不同的硬度測(cè)試方法對(duì)應(yīng)不同的硬度指標(biāo),如洛氏硬度、巴氏硬度和維氏硬度。硬度是塑料性能的重要指標(biāo)之一,它關(guān)系到塑料件的使用壽命、耐磨性、抗沖擊性等方面的性能,應(yīng)根據(jù)受測(cè)塑料材料的特性和具體要求來(lái)選擇合適的硬度測(cè)試方法,以準(zhǔn)確獲得其硬度指標(biāo)值。
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球壓痕硬度
球壓痕硬度即指以規(guī)定直徑的鋼球,在試驗(yàn)負(fù)荷作用下,垂直壓入試樣表面,保持一定時(shí)間后單位壓痕面積上所承受的壓力,以牛頓每平方毫米(N/mm2)為單位。進(jìn)行球壓痕硬度檢測(cè)時(shí),每個(gè)試樣應(yīng)為一個(gè)光滑的平板或具有足夠尺寸的樣塊,以減小邊緣對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。試樣兩表面間應(yīng)平行,且其支撐面在試驗(yàn)后不應(yīng)顯示任何形變,推薦試樣厚度為4mm。
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試驗(yàn)前,試樣應(yīng)按要求在GB/T 2918-1998規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),且試驗(yàn)應(yīng)在與狀態(tài)調(diào)節(jié)同樣的環(huán)境中進(jìn)行。
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將試樣置于支撐板上,充分地支撐試樣并使試樣表面垂直于加荷軸。在距離試樣邊緣不小于10mm處的某一點(diǎn)上施加初負(fù)荷,調(diào)整深度指示裝置至零點(diǎn),然后再2s~3s的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)地施加試驗(yàn)負(fù)荷。所選試驗(yàn)負(fù)荷應(yīng)使修正框架變形后的壓入深度在0.15mm~0.35mm之間,若30s壓痕深度值超出范圍,則需改變?cè)囼?yàn)負(fù)荷以得到在規(guī)定范圍內(nèi)的壓痕深度。施加試驗(yàn)負(fù)荷30s后,在加荷下測(cè)量壓入深度,其精度應(yīng)符合要求,且各壓痕點(diǎn)間距離應(yīng)不小于10mm。在一個(gè)或多個(gè)試樣上進(jìn)行10次有效試驗(yàn),根據(jù)所得數(shù)據(jù)分步計(jì)算球壓痕硬度值。
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洛氏硬度
試驗(yàn)所用標(biāo)準(zhǔn)試樣為厚度至少6mm的平板,且面積大小應(yīng)滿足試驗(yàn)需求,試驗(yàn)后在支撐面上不應(yīng)有壓頭的壓痕。若試樣厚度無(wú)法滿足要求,可用相同厚度的較薄試樣疊加,但需確保每片試樣的表面都緊密接觸,不被任何形式的表面缺陷分開。試驗(yàn)前應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求對(duì)試樣進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),若無(wú)特殊規(guī)定,試驗(yàn)也應(yīng)在與狀態(tài)調(diào)節(jié)相同的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中進(jìn)行。
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根據(jù)要求校對(duì)主負(fù)荷、初負(fù)荷及壓頭直徑是否與所用洛氏標(biāo)尺相符合。將試樣置于工作臺(tái)上,檢查試樣和壓頭表面是否有灰塵、污物、潤(rùn)滑油及銹跡,并檢查試樣表面是否垂直于所施加的負(fù)荷方向。
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施加初負(fù)荷并調(diào)整千分表至零,在施加初負(fù)荷后10s內(nèi)施加主負(fù)荷,并在規(guī)定時(shí)間卸去主負(fù)荷,卸荷15s后讀取千分表上讀數(shù)。若試驗(yàn)所用儀器為按洛氏硬度值直接分度,則按適用的方法操作。在試樣的同一表面上進(jìn)行5次測(cè)量,每一測(cè)量點(diǎn)與試樣邊緣的距離、任何兩測(cè)量點(diǎn)間的距離均應(yīng)符合要求。
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邵氏硬度
對(duì)塑料測(cè)定邵氏硬度,是在規(guī)定的測(cè)試條件下,將規(guī)定形狀的壓針壓入試驗(yàn)材料,測(cè)量垂直壓入的深度。試驗(yàn)所用塑料試樣的厚度至少為4mm,若試樣厚度不滿足要求,也可用較薄的幾層疊合成所需的厚度。試樣尺寸應(yīng)滿足測(cè)試需求,且表面應(yīng)平整,壓座與試樣接觸時(shí)覆蓋的區(qū)域與壓針頂端距離應(yīng)滿足要求,應(yīng)避免在彎曲的、不平或粗糙的表面上測(cè)量硬度。
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試驗(yàn)前,將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的環(huán)境條件中進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境條件也應(yīng)滿足要求。將試樣置于一個(gè)硬的、堅(jiān)固穩(wěn)定的水平平面上,握住硬度計(jì),使其處于垂直位置,且壓針頂端與試樣任一邊緣距離均滿足要求。立即將壓座無(wú)沖擊地加到試樣上,使壓座平行于試樣并施加足夠的壓力,壓座與試樣應(yīng)緊密接觸,
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14s~16s后讀取指示裝置的示值,若規(guī)定瞬時(shí)讀數(shù),則在壓座與試樣緊密接觸后1s內(nèi)讀取硬度計(jì)上的最大值。同一試樣測(cè)量5個(gè)硬度值,并計(jì)算其平均值,每個(gè)測(cè)點(diǎn)間距至少相隔6mm。
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結(jié)語(yǔ)
不同種類的塑料具有不同的硬度特性,其具體執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也有差異。在對(duì)塑料進(jìn)行硬度檢測(cè)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際選擇標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行試驗(yàn)操作,所用儀器需按規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn),確保量值的準(zhǔn)確性。
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