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涂层耐磨性的试验方法

来源: /  作者:   时间: 2015/10/16 11:20:46

目前国内外涂料镀层耐磨性试验,方法多样,各具特色。尽管对于上述各种试验方法及其应用性能的评价人们在认识上不尽相同,但就多项检测手段的开发和推广应用来说,仍以采用旋转磨擦橡胶轮法、落砂法和喷砂法较为普遍。本文拟重点探讨这些常用试验方法的技术特征与相关仪器的开发应用现状,供业内人士参考。

涂层耐磨性的试验方法
涂层耐磨性系指涂层表面抵抗某种机械作用的能力,通常采用砂轮研磨或砂粒冲击的试验方式来测定,它是使用过程中经常受到机械磨损的涂层的重要特征之一,而且与涂层的硬度、附着力、柔韧性等其它物理性能密切相关。国内外常用的涂层耐磨性试验方法及其主要技术特征。

1、旋转磨擦橡胶轮法(Taber试验)
国际标准ISO7784.2--97规定用旋转磨擦橡胶轮法测定涂层的耐磨性,即在旋转盘转速为60r/min、加压臂承载一定负荷的规定试验条件下,采用嵌有金刚砂磨料的硬质橡胶磨擦轮磨耗涂层表面,其耐磨性可分别以经规定研磨转数研磨后涂层质量损耗(失重法)的平均值或以磨损某一厚度涂层所需的平均研磨转数(转数法)2种方法表示与评价。二者相比较,失重法对试样的称重精度要求严格,但它不受涂层厚薄的影响;而转数法测定时直观方便,不需称重,但对涂层研磨厚度的测量要求甚严。国家标准GB/T1768--79(89)中规定的方法与仪器虽然工作原理与其相同,但未对旋转盘转速作明确规定,而且试验结果只以经规定研磨转数研磨后的涂层质量损耗(失重法)的单一方法表示。旋转磨擦橡胶轮法可广泛用于涂层、镀层和金属、非金属材料的耐磨性试验,但是用作研磨的橡胶砂轮需要经常修整和适时更新。

2、落砂冲刷试验法
ASTMD968—93规定用落砂耐磨试验器测定有机涂层的耐磨性,即采用规定产地的天然石英砂作磨料,通过试验器导管从一定高度自由落下,冲刷试样表面,以磨损规定面积的单位厚度涂层所消耗磨料的体积(L),并通过计算耐磨系数来评价涂层的耐磨性。采用这种试验方法,天然砂磨料的选择将对试验结果产生直接影响,因此对砂粒的硬度、粒度和几何形状要求严格。国家标准GB/T5237.5—2000规定采用符合GB/T178—77标准要求的标准砂作磨料。应当指出,在采用落砂冲刷试验法的上述2项标准中,尽管都采取了主要技术参数完全相同的耐磨性试验器,但由于所用天然砂磨料的粒度不同,因而同性流出体积为2L磨料的流速成并不相同,前都规定为21~23.5s,后者规定为16~18s。

3、喷砂冲击试验法
ASTMD658-81(86)规定用鼓风磨蚀(喷砂)试验测定有机涂层的耐磨性,这种方法是通过调节气泵输出压力,使试验器喷管处的空气流速为0.07m3/min,以保证每分钟平均喷出(44±1)g的金刚砂束冲击涂层,并以磨损规定面积的单位厚度涂层所消耗磨料的质量(g),通过计算其耐磨系数来评价涂层的耐磨性。因此必须按标准规定选用粒度范围为75~90μm的碳化硅作磨料,而气源输出压力和磨料的均一喷速成为影响试验结果的决定因素。

4、往复运运磨耗试验法
ISO8251-87和JISH8682都规定了用磨擦轮磨耗试验机测定铝和铝合金阳极氧化膜的耐磨性。这种试验方法是在规定的试验条件下,使涂镀层与胶接在磨擦轮外缘上的研磨砂纸作平面往复运动,每双行程后磨擦轮转动一小角度(0.9o),经规定的若干次研磨后,以涂层厚度(μm)或涂层质量(mg)的减少,并通过计算其磨损阻力评价涂层的耐磨性。由于该方法的试验条件易于控制,而无其它方法所存在的诸如磨轮修整、老化,砂流速率、砂束形状等较难控制的问题,因而试验结果的重复性较好,而且除涂镀层外,这种方法已广泛用于塑料、橡胶和金属材料的耐磨性试验。


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