五指刮擦和十字刮擦原理解析
耐刮擦测试是目前众多材料需要做的一项检测指标,目前常用的关于耐刮擦测试方法有:五指刮擦法、百格法、塑料刮指刮擦法等,但是其原理基本相似,本文重点介绍关于五指刮擦和十字刮擦的原理。
五指刮擦:
使用碳化钨作为刮擦指,精确检测受非常规定义物理形式(如刮、抓、刨削等)破坏的表面磨损情况。主动检测汽车内、外饰件中平滑、纹路塑料饰件的耐磨性。
基于汽车行业标准技术要求而设计(福特BN 108-13;通用GMN3943;戴姆勒克莱斯勒LP-463DD-18-01),通常有五个触点。
仪器支架支持五个独立的花键杆,这样可以为磨针加载连续垂直的力(磨针可互换,直径1.0mm或7.0mm,为半圆型头)。支架的手柄可控制它悬臂的高低,五个支撑架可使一个或更多悬臂移动到不碍事的地方,从而触碰不到测试中的样本。
测试样品固定在压缩空气驱动的检测平台上。五根独立轴杆的刮指,可更换不同的重量和可选择的刮指头,恒定垂直作用在测试样品表面。刮指头安装在坚硬的台架上,操作人员可通过支架使*的刮指头固定在平衡位置,从而使宽度不规则的样品也可进行测试。
五指刮擦/划伤测试仪的设计
是为了塑料材质评估,坚硬材质耐磨、油漆、油墨、软金属、油地毯和其它材质的检测。
刮擦原理:
本测试方法是用来测试表面材料抵抗由刮指引起伤害的能力。按照材料使用中可能接触到的指甲或其他硬质物,采用不同材料的刮指,按照规定的方向、行程、速度,以一定的压力作用于样品表面,刮擦头和样品做相对运动,产生单向的、非往复的直线刮擦轨迹,刮痕之间保持平行。终评定材料的刮痕感官等级,刮擦区域和未刮擦区域的色差,或样品表面遭到损坏时的小刮擦力。
仪器由电机驱动机构、刮擦组件、样品夹持固定装置等组成。刮擦组件包括刮擦支架、刮指、刮*位套、加压装置(砝码及砝码支撑杆)等。仪器可自由安装、更换、拆卸不同规格的刮指,能够在不同负荷下实施匀速单向直线刮擦运动。该仪器采用嵌入式系统、人机界面操作对测试流程进行自动化控制,采用精密的伺服电机、滚珠丝杠传动,对于在相关标准下的刮擦速度控制精确度具有决定性的作用。采用碳化钨材质做刮指增加仪器适用寿命,本仪器采用铝合金及不锈钢材质外观简洁轻便且耐腐蚀。
十字刮擦又名塑料刮指刮擦法
以通用的GMW14688及大众的PV3952为代表。利用一定直径(一般是0.5mm或1mm)的金属刮针在制品表面以5-15N力刮划相互垂直的2组平行划痕,后测量刮划前后划痕区域的色差或黑度的变化。
刮擦原理:
本测试方法是用来测试表面材料抵抗由刮指引起伤害的能力。按照材料使用中可能接触到的指甲或其他硬质物,采用不同材料的刮指,按照规定的方向、行程、速度,以一定的压力作用于样品表面,刮擦头和样品做相对运动,产生单向的、非往复的直线刮擦轨迹,刮痕之间保持平行。终评定材料的刮痕感官等级,刮擦区域和未刮擦区域的色差,或样品表面遭到损坏时的小刮擦力。
目前标准集团推出了一款刮擦测试仪*:多功能刮擦仪,集成了五指刮擦和十字刮擦的优势于一身,可以同时测试多个标准,是众多的企业的福音。
五指刮擦耐划伤测试仪实验评价方法
刮擦测试试验是生产过程中选材和评价鉴定测试的产品性能的主要方法之一,尽管在测试方法上多种多样,但在发展趋势上总是日趋机械话,在评价方法上也从主观评价往客观评价的方式发展。 而一些科学、客观的磨耗测量方法和评价方式也逐渐的被多家公司所采用。
通过五指刮擦仪进行耐刮擦测试是目前实验室中常见的测试方法之一, 在测试过程中,测试被固定在在由真空驱动的检测平台上。五根独立轴杆的刮指,可更换不同的重量和可选择的刮指头,恒定垂直作用在测试样品表面。刮指头安装在坚硬的的台架上,操作人员可通过支撑架使*的刮指头固定在平衡位置,从而使宽度不规则的样品也可进行测试。此种测试方法可以用于塑料材质评估、坚硬材质耐磨、油漆、油墨、软金属、油地毯、附加件和其它材质的检测。
五指刮擦耐划伤测试仪:
测试范围:
本仪器适用于各种汽车用内饰材料,如塑料、橡胶、皮革、织物、涂层材料、非涂层材料及其他复合材料等的耐刮擦性能检测。
产品详细:
多功能耐刮擦仪也称之为:耐刮擦试验机、耐刮擦测定仪、 耐刮擦测试仪、 五指刮擦耐划伤测试仪、耐划伤测试仪、耐划伤试验机、划痕测试仪、划痕测试仪。
多功能耐刮擦仪是适用各类汽车内饰材料刮擦性能测试仪器,仪器集成国内三个测试标准(五指刮擦法、百格法、塑料刮指刮擦法)。
规格参数:
1. 行程范围:10-200mm;
2. 速度范围:10-200mm/s;
3. 速度缓冲:10±1mm;
4. 金属刮擦头直径:0.5mm、0.75mm、1mm(Erichsen318)、3mm、5mm、7mm;
5. 金属刮擦头材质:碳化钨;
6. 加压砝码及刮擦组件总重量:2N,3N,5N,7N,8N,10N,12N,15N,20N (可任意配选)质量误差不**出1%;
7. 塑料刮指:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);
i. 直径 16mm 厚度 1mm;
ii. 刮指边缘的半径为0.5mm;
iii. 硬度为shore D85。
8. 电源:AC220V±10%,50Hz。
在刮擦测试结果的评价上,常见的测试方法上可以划分为目视的评价方法和仪器的评价方法:
目视的评级方法是将试验后的样品放置在北部天空日光或D65人造光源的照明下,试验样品相对于评价者处于水平状态,必要时对样品进行旋转以获得较佳的观察角度,对于直线型的刮擦,在评价过程中只评价中间的80%的部分。 评价内容主要包括表试验样品表面是否有损伤性划痕、材料是否变形,是否产生开裂、发毛等现象。根据材料的不同,在评价等级上标准也相应有所不同。
仪器评级方法主要根据光学检测仪器来评价试验样品的颜色和光泽变化。
a、 颜色变化。有不同的测量方法和考察指标,例如,按照ISO 7724一或其他类似标准规定的方法,采用CIEL??AB色度空间,在10°观察者、D65照明光源、包含境面光泽成分、积分球测量几何等条件下,用测色色差仪测量试验样品刮擦后部位与未刮擦部位的明度变化即明度差△L;按照ISO 7724-2或其他类似标准规定的方法,采用CIEL??AB色度空间,在100观察者、D65照明光源、450/00或0°/ 45°的测量几何等条件下测量试验样品刮擦后部位与未刮擦部位的颜色变化即△L、△a* ,△h以及色差△E。
b、 光泽变化。按照ISO 2813或其他类似标准规定的方法,测量试验样品刮擦后部位与未刮擦部位的600或200镜面光泽变化。
网格刮擦试验是以固定载荷及间距在材料表面划网格,测定刮痕处的颜色变化,用发白程度来表征材料的耐刮擦性能。目前各材料厂商及汽车厂商广泛采用仪力信十字形切口试验机完成材料耐刮擦性能测试。刮擦头为球形**,直径1mm,通过杠杆在刮擦头上面施加规定的载荷,如5N、10N、15N、20N等。以北美某汽车公司内饰塑料零件耐划伤测试标准GMW14688为例说明网格刮擦测试方法:仪器的自动引导刮擦头运动,速度1000mm/min,划痕间距2mm,长度为40mm,一个方向至少刮擦20道划痕,之后将样品旋转90度,在垂直的方向重复上述过程,终形成纵横交错状网格痕刮擦。通过测色仪测试划伤前和划伤后的L值(L反应颜色的深浅),计算AL,AL值越大说明刮擦后颜色发白越明显,材料的耐刮擦效果越差。测试结果采用仪器测量法进行评价较客观,目前网格刮擦实验法己得到广泛的应用。
摩擦色牢度测试是纺织品基本的色牢度考核指标,试验方法是将干摩擦布和湿摩擦布在一定的载荷下与着色纺织品进行摩擦,然后参照沾色灰度卡对摩擦布的沾色程度进行评级,其中五级好,一级差。摩擦色牢度测试方法简便,但应用范围日益广泛,很多汽车厂商将该方法并将其应用到塑料制品耐刮擦性能的测试中,并建立了相应的测试标准。以法国某汽车厂商的测试标准D451010为例对车用内外饰塑料零件的耐刮擦测试方法进行说明,具体参数如表3所示。标准中明确规定了摩擦头、载荷、速度等各关键参数,除干态摩擦外还规定了在水、酒精、肥皂水和汽油等液体存在的情况下进行的湿态摩擦色牢度测试方法,即首先在标准摩擦布上浸渍不同种类的液体再进行摩擦色牢度测试。湿态摩擦可以较好的模拟塑料零件在受到液体影响时的摩擦磨损情况,例如蒸馏水湿态摩擦可模拟雨雪天气情况下塑料外饰件的耐刮擦性能,肥皂水摩擦可模拟在清洗车辆过程中塑料零件受到的摩擦磨损情况。湿态摩擦色牢度测试法弥补了其他类型耐刮擦测方法的不足,强化了液体对材料耐刮擦性能的影响。塑料制品测试后的评价包括两个部分,分别是摩擦布的沾色评级和材料表面状态评价,而后者是评价的重点内容,使用色差计及光泽度计测量材料受试前后颜色变化和光泽度变化,同时可以采用变色灰卡对测试后样品给予评级,五级优,一级差。
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