Δοκιμή σκληρότητας Rockwell — ISO 6508 / ASTM E18 · Δοκιμές Πλαστικών

Τι είναι η Rockwell;

Η δοκιμή σκληρότητας Rockwell είναι μια μέθοδος στην οποία η σκληρότητα διαβάζεται απευθείας από μια κλίμακα μετρώντας το μόνιμο βάθος εσοχής που απομένει μετά την εφαρμογή ενός προκαταρκτικού φορτίου και ενός μεγάλου φορτίου. Χρησιμοποιείται εσοχή κώνου διαμαντιού ή σκληρού μετάλλου.

Σκοπός της Rockwell

Ο σκοπός είναι να πραγματοποιηθεί επαλήθευση θερμικής επεξεργασίας και έλεγχος ποιότητας παραγωγής σειράς με γρήγορη, επαναλαμβανόμενη μέτρηση σκληρότητας.

Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Rockwell;

Θερμικά επεξεργασμένα χαλύβδινα μέρη
Συνδετήρες
Μη σιδηρούχα μέταλλα
Σκληρά πλαστικά (κλίμακες M και R)

Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Rockwell;

Πλαστικά είδηΑυτοκίνητοΣυσκευασίαΚαταναλωτικά Προϊόντα

Πρότυπα σχετικά με τη Rockwell

ISO 6508-1
ASTM E18

Συνθήκες της Rockwell

Κλίμακα: Επιλέγεται ανάλογα με το υλικό. Το HRC (διαμάντι κώνος, 150 kgf) και το HRB (1,5875 mm μπάλα, 100 kgf) είναι κοινά
Προκαταρκτικό φορτίο: 10 kgf (98 N) στο τυπικό Rockwell
Ώρα παραμονής: Ορίζεται στο πρότυπο, συνήθως 1–5 δευτερόλεπτα
Επιφάνεια: Ομαλή, χωρίς γρέζια και κάθετα στην εσοχή

Εξοπλισμός για τη Rockwell

Μηχανή δοκιμής σκληρότητας Rockwell
Εσοχές διαμαντιού κώνου και μπάλας
Μπλοκ σκληρότητας αναφοράς
Αμόνια στήριξης δείγματος

Απαιτήσεις δείγματος για τη Rockwell

Το πάχος πρέπει να είναι τουλάχιστον δεκαπλάσιο από το βάθος της εσοχής
Η επιφάνεια πρέπει να είναι απαλλαγμένη από οξείδια και λίπη
Οι εσοχές πρέπει να βρίσκονται στην απόσταση από την άκρη και η μία από την άλλη που καθορίζεται στο πρότυπο
Γενικά λαμβάνονται τουλάχιστον τρεις μετρήσεις

Διάρκεια της Rockwell

Μερικά δευτερόλεπτα ανά μέτρηση. η διάρκεια παρατείνεται εάν απαιτείται προετοιμασία της επιφάνειας.

Διαδικασία της Rockwell

1Το μηχάνημα επαληθεύεται με μπλοκ αναφοράς.
2Επιλέγεται η κλίμακα και η εσοχή που είναι κατάλληλη για το υλικό.
3Το δείγμα κάθεται σταθερά στο αμόνι.
4Το προκαταρκτικό φορτίο εφαρμόζεται ακολουθούμενο από το κύριο φορτίο, που διατηρείται για την καθορισμένη διάρκεια.
5Το κύριο φορτίο αφαιρείται και η τιμή σκληρότητας διαβάζεται απευθείας.
6Η μέτρηση επαναλαμβάνεται και υπολογίζεται κατά μέσο όρο.

Κριτήρια αποδοχής της Rockwell

Το εύρος αποδοχής δίνεται στο πρότυπο προϊόντος ή υλικού. Το αποτέλεσμα δηλώνεται πάντα μαζί με την κλίμακα (π.χ. 45 HRC).

Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων

Αξιολογείται ο μέσος όρος και η διασπορά των μετρήσεων. Το αποτέλεσμα δεν είναι έγκυρο εάν το δείγμα μετακινήθηκε ή η υποστήριξη ήταν ανεπαρκής.

Έκθεση της Rockwell

Εφαρμόστηκε πρότυπο
Χρησιμοποιείται κλίμακα και εσοχή
Ατομικές μετρήσεις και ο μέσος όρος
Αναγνώριση δείγματος

Διαπίστευση

Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.

Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.

Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσεις

Σχετικοί Κανονισμοί

Πρότυπα υλικών προϊόντων
Προδιαγραφές θερμικής επεξεργασίας

Δοκιμές Πλαστικών — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;

Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Rockwell· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.

Οι δοκιμές πλαστικών προσδιορίζουν τη μηχανική, θερμική και συμπεριφορά καύσης ενός πολυμερούς υλικού. Σε αντίθεση με τα μέταλλα, τα πλαστικά είναι ΙΞΩΔΟΕΛΑΣΤΙΚΑ: η συμπεριφορά τους εξαρτάται από τον ρυθμό φόρτισης, τη θερμοκρασία και την υγρασία. Το ίδιο υλικό δίνει επομένως διαφορετικά αποτελέσματα σε διαφορετικές συνθήκες, και οι συνθήκες δοκιμής αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του αποτελέσματος.

Η πρακτική συνέπεια της ιξωδοελαστικότητας είναι η εξής: ένα πλαστικό εξάρτημα συνεχίζει να παραμορφώνεται με τον χρόνο υπό σταθερό φορτίο (ερπυσμός) και η τάση που φέρει σε σταθερή παραμόρφωση μειώνεται με τον χρόνο (χαλάρωση τάσης). Μια βιδωτή σύνδεση χαλαρώνει, ένας σφιγκτήρας χάνει τη δύναμη σύσφιξής του, ένα ράφι κάμπτεται με τον χρόνο. Μια βραχυπρόθεσμη δοκιμή εφελκυσμού δεν δείχνει αυτή τη συμπεριφορά· απαιτείται μακροπρόθεσμη δοκιμή ή επιταχυνόμενο μοντέλο.

Η θερμική συμπεριφορά είναι ο δεύτερος κύριος άξονας. Ο ρυθμός ροής τήγματος δείχνει την επεξεργασιμότητα του υλικού και τη συνέπεια από παρτίδα σε παρτίδα· η θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης και το σημείο μαλάκυνσης Vicat δίνουν ένα χονδρικό όριο για τη θερμοκρασία λειτουργίας. Η θερμική ανάλυση (DSC, TGA, DMA) αποκαλύπτει την ταυτότητα του υλικού: θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, συμπεριφορά τήξης, κρυσταλλικότητα, περιεκτικότητα σε πληρωτικό και θερμοκρασία αποσύνθεσης.

Η συμπεριφορά καύσης είναι ο τρίτος άξονας και συνδέεται άμεσα με τα πρότυπα προϊόντος. Η κατηγορία UL 94 και ο δείκτης οριακού οξυγόνου καταγράφονται στο δελτίο δεδομένων υλικού· απαιτείται συγκεκριμένη κατηγορία για το περίβλημα μιας ηλεκτρικής συσκευής, ενώ για δομικό προϊόν ισχύει διαφορετικό σύστημα ταξινόμησης.

Η γήρανση είναι το τμήμα του τομέα που παραλείπεται συχνότερα. Τα πλαστικά υποβαθμίζονται από UV, θερμότητα, υγρασία και οξυγόνο: το χρώμα αλλάζει, η επιφάνεια ρωγματώνεται, η αντοχή σε κρούση μειώνεται. Για ένα εξάρτημα προοριζόμενο για εξωτερική χρήση, αυτό που μετράει δεν είναι οι τιμές της πρώτης ημέρας αλλά οι τιμές μετά τη γήρανση. Ο εξοπλισμός τόξου ξένου και φθορίζοντος UV επιταχύνει αυτή την υποβάθμιση και επιτρέπει τη σύγκριση.

Το αποτέλεσμα αυτής της οικογένειας συνήθως καταγράφεται στο δελτίο δεδομένων υλικού, και τα πρότυπα προϊόντος παραπέμπουν σε αυτό το δελτίο. Ωστόσο μπορεί να υπάρχει διαφορά μεταξύ της τιμής του δελτίου και της συμπεριφοράς του πραγματικού εξαρτήματος: ο προσανατολισμός που σχηματίζεται κατά τη χύτευση, οι γραμμές συγκόλλησης και οι εσωτερικές τάσεις κάνουν το εξάρτημα να συμπεριφέρεται διαφορετικά από το δοκίμιο.

Η χρήση ανακυκλωμένου περιεχομένου έχει προσθέσει ένα νέο ερώτημα στον τομέα. Η ανακυκλωμένη ρητίνη ποικίλλει από παρτίδα σε παρτίδα· οι μηχανικές ιδιότητες, το χρώμα και η συμπεριφορά καύσης μπορεί να μεταβάλλονται μεταξύ παρτίδων. Για έναν κατασκευαστή που χρησιμοποιεί ανακυκλωμένο υλικό, ο έλεγχος του εισερχόμενου υλικού δεν είναι επομένως επιλογή αλλά αναγκαιότητα.

Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα

Μηχανικό
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, κρούση Charpy και Izod, σκληρότητα (Shore), ερπυσμός και ρωγμάτωση υπό περιβαλλοντική τάση.
Θερμικό
Δείκτης ροής τήγματος (MFI), θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης (HDT), θερμοκρασία μαλάκυνσης Vicat, γραμμική θερμική διαστολή.
Θερμική ανάλυση
Θερμοκρασίες μετάπτωσης και κρυσταλλικότητα με DSC, σύσταση και αποσύνθεση με TGA, δυναμική μηχανική συμπεριφορά με DMA.
Καύση
Ταξινόμηση UL 94, δείκτης οριακού οξυγόνου (LOI), δοκιμές πυρακτωμένου σύρματος και φλόγας βελόνας.
Γηράσκων
Επιταχυνόμενη γήρανση με τόξο ξένου και φθορίζον UV, γήρανση με θερμό αέρα, υγρασία και συμπύκνωση.
Φυσικό
Πυκνότητα, απορρόφηση νερού, περιεκτικότητα σε τέφρα, διαπερατότητα αερίων και υδρατμών σε μεμβράνες και φύλλα.

Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα

Ένα αποτέλεσμα πλαστικού χωρίς δηλωμένο ρυθμό και θερμοκρασία δοκιμής δεν μπορεί να ερμηνευτεί· η ιξωδοελαστική συμπεριφορά εξαρτάται από αυτές τις παραμέτρους.
Το αποτέλεσμα ενός δοκιμίου δεν μεταφέρεται άμεσα στο πραγματικό εξάρτημα· ο προσανατολισμός χύτευσης και οι γραμμές συγκόλλησης είναι καθοριστικοί.
Οι τιμές HDT και Vicat ΔΕΝ είναι θερμοκρασίες λειτουργίας· είναι μια χονδρική ένδειξη ενός άνω ορίου και δεν ισχύουν υπό φορτίο.
Η κατηγορία UL 94 εξαρτάται από το πάχος· διαφορετικό πάχος τοιχώματος απαιτεί επανεπαλήθευση.
Για πολυμερή που απορροφούν υγρασία (όπως το πολυαμίδιο), τα αποτελέσματα είναι παραπλανητικά εάν δεν πραγματοποιηθεί κλιματισμός.
Τα αποτελέσματα ASTM D638 και ISO 527 δεν είναι άμεσα ισοδύναμα. οι γεωμετρίες των δειγμάτων και οι ορισμοί του ρυθμού διαφέρουν.

Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα

Επιλογή υλικού και έγκριση προμηθευτή
Ικανοποίηση των απαιτήσεων ευφλεκτότητας και θερμικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
Επαλήθευση της χρήσης ανακυκλωμένου περιεχομένου και έλεγχος παρτίδων
Έλεγχος διαδικασίας χύτευσης και συνέπεια παρτίδων
Απόδειξη αντοχής στη γήρανση για εξωτερική χρήση

Σχετικά τεστ

Συχνές ερωτήσεις για τη Rockwell

Γιατί το αποτέλεσμα Rockwell γράφεται με την κλίμακα;

Οι διαφορετικές κλίμακες χρησιμοποιούν διαφορετικές εσοχές και φορτία. το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικό αριθμό σε διαφορετικές κλίμακες. Επομένως, η τιμή έχει νόημα μόνο μαζί με το γράμμα κλίμακας.

Μπορεί το Rockwell να εφαρμοστεί σε λεπτό φύλλο;

Υπάρχει ένα όριο πάχους για το τυπικό Rockwell. Για λεπτές τομές προτιμάται το επιφανειακό Rockwell (όπως το HR15N) ή η μέθοδος Vickers.