硬度测试方法

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1、精品资料，欢迎大家下载！1引言涂膜硬度是涂膜抵抗诸如碰撞、压陷、擦划等机械力作用de水平；是表示涂膜机械强度de重要性能之一；也是表示涂膜性能优劣de重要指标之一.涂膜硬度与涂料品种及涂膜de固化程度有关.油性漆及醇酸树脂漆de涂膜硬度较低、其它合成树脂漆de硬度较高.涂膜de固化程度直接影响涂膜de硬度,只有完全固化de涂膜,才具有其特定de最高硬度,在涂膜枯燥过程中,涂膜硬度是枯燥时间de函数,随着时间de延长,硬度由小到大,直至到达最高值.在采用固化剂固化de涂料中,固化剂de用量影响涂膜硬度,一般情况下提升固化剂de配比,使涂膜硬度增加,但固化剂过量那么使涂膜柔韧性、耐冲击性等性能下降

2、.一些自干型涂料,以适当de温度烘干,在一定程度上能提升涂膜硬度.涂膜硬度是涂料、涂装de重要指标,大多数情况下属于必须检测de工程.2铅笔硬度测定法铅笔硬度法是采用硬度标号de铅笔刮划涂膜,以能够穿透涂膜到达底材de铅笔硬度来表示涂膜硬度de测定方法.国家标准GB/T6739-1996涂膜硬度铅笔测定法?规定了手动法和试验机法2种方法,该标准等效采用日本工业标准JIS?涂料一般试验方法铅笔刮划值?.标准规定采用中华牌高级绘图铅笔,其硬度为9H8H7K6K5H4H、3H2KHHF、HBB、2B、3B、4B、5B、6B共16个等级,9H最硬,6B最软.测试用铅笔用削笔刀削去木质局部至露出笔芯约3

3、mm不能削伤笔芯,然后将铅笔芯垂直于400#水砂纸上画圆圈,将铅笔芯磨成平面、边缘锐利为止.试板为马口铁板或薄钢板,尺寸为50mm120m休()mm或70mmx150mmx()mm按规定方法制备涂膜.手动法采用手动法测试时,握住已削好de铅笔,使其与涂层成45.,以铅笔芯不折断为度,按约1cm/sde速度在涂层上向前推压刮划约1cm.每刮划一道要对笔芯尖端重新研磨,同一硬度铅笔重复刮划5道.涂膜刮破情况：在5道划痕中,如有2道或2道以上未刮划到样板de底板或底层涂膜时,那么换用前一硬度标号de铅笔试验,直至找出涂膜被刮破2道或2道以上de铅笔,这个铅笔硬度标号de后一位标号即为刮破涂膜de铅笔

4、硬度.涂膜擦伤情况：在5道划痕中,如有2道或2道以上涂膜未擦伤时,换用前一硬度标号de铅笔进行试验,直至找出涂膜被擦伤2道或2道以上de铅笔,这个铅笔硬度标号de后一位标号即为擦伤涂膜de铅笔硬度.擦伤是指涂膜外表有微小刮痕,但由于压力使涂膜凹下去de现象那么不作考虑.如果试验处涂膜无伤痕,可用橡皮擦除去碳粉,以对着垂直于刮划方向与试板面成45.目视检查,能识别de伤那么为擦伤.结果评定时按刮破与擦伤2种情况,评定漆膜刮破或擦伤时de铅笔硬度.以上资料仅供参考，如有侵权，留言第一时间删除！试验机法在铅笔硬度试验机上固定好试板,铅笔固定在铅笔夹具上.调节平衡锤使铅笔荷重处于平衡状态,固定连杆,加

5、载土kg重物后使铅笔芯尖端接触涂膜,重物荷重加到铅笔尖端上.摇动手轮,以mm/sde速度使试板向铅笔芯反方向水平移动3mm使笔芯刮划涂膜外表.挪动试板至与移动垂直de方向刮划5道,每道刮划后重新磨平铅笔芯.漆膜刮破和擦伤情况评定同手动法.GB/T67391996版标准对GB/T67391986版标准进行修订时,无论试验机法和手动法de结果评定,均由前版de一种评定方法：未犁伤涂膜时de铅笔代表所测涂膜de铅笔硬度,改为新版de2种评定方法：涂膜刮破或涂膜擦伤时de铅笔硬度代表所测涂膜de铅笔硬度.这项标准已实施十多年了,但遗憾de是行业仍普遍采用前版de一种评定方法,即未刮破涂膜时de铅笔代表

6、所测涂膜de铅笔硬度.采用手工方法对不同de操作者可能会得到不同de结果,故作为仲裁试验应采用试验机法.3摆杆硬度测定法摆杆硬度测定法de工作原理是接触涂膜外表de摆杆以一定周期摆动时,如外表软那么摆杆摆幅de衰减快,外表硬那么摆幅de衰减慢.GB/T1730-1993涂膜硬度测定法摆杆阻尼试验?规定了在色漆和清漆涂层上进行摆杆阻尼试验,测定其阻尼时间de标准方法.标准规定了A和B2种方法,A法采用科尼格Konig和珀萨兹Persoz2种摆杆式阻尼试验仪,B法采用双摆杆式阻尼试验仪.A法系等效采用国际标准ISO1522:1973色漆和清漆摆杆阻尼试验?.由于各种摆de结构、质量、尺寸、摆动周期

7、及摆幅不同,外加摆杆与涂层间de相互作用还取决于涂层具有de复杂de弹性和黏弹性,由此各种摆de测定结果之间不可能建立起相互间de换算关系,因而在测定摆杆硬度时,只规定使用一种摆杆仪.由于各种摆de测定结果均反映了涂层阻尼时间对环境de敏感性,因此,试验应在控制温湿度条件、处于无气流影响de情况下进行.而且涂层厚度及底材材质也能对阻尼时间带来影响.3.1A法科尼格和珀萨兹摆杆阻尼试验通常科尼格摆de阻尼时间接近珀萨兹摆de一半.在摩擦系数低de外表上,珀萨兹摆可能打滑.试板为100mmx100mmx5mmde浮法玻璃或抛光平板玻璃,按规定制备涂层,并将枯燥试板放置在23土2C,相对湿度50土5

8、%勺条件下至少16h.它们de主要结构均由一横杆与一开口框架相连,横杆下面均嵌入2个用作支点de钢球,框架下端成一个指针式de尖端.科尼格摆总质量为土g,摆杆横杆下面2个钢球de直径为土mm硬度HRC633,珠距土mm可通过移动与横杆垂直de连接杆上de滑动重锤来调节摆de固有摆动周期.在抛光平板玻璃上,摆杆从6摆幅衰减至3de阻尼时间应为250土10s,摆动周期为土s.珀萨兹摆总质量为土g,摆杆横杆下de2个不锈钢珠直径为土mm硬度HRC5地1,珠距50土1mm摆静止时,重心应在支轴下土mm处,指针尖端在支轴下土mnfe,在抛光平板玻璃上,摆杆从12摆幅衰减至4de阻尼时间应为420s,摆动

9、周期为土so用于支撑试板和摆杆de仪器座上,设有一个垂直支承杆,并与一个具有工作平面de水平台相连接,尺寸通常为95mmx110mm,厚度不小于10mm当摆杆离开水平工作台时,有一框架支承摆杆,并在座内安有机械装置可使摆杆无振动地落在试板上.测试前,将抛光玻璃板置于仪器水平工作台上,用水平仪调至水平.用乙醍润湿de软绸布或棉纸擦净支承钢珠,将摆杆处于与试板相同de环境条件下10min.测试时,被测试板涂层向上,放置于水平工作台上,使摆杆慢慢降落到试板上.在支轴没有横向位移de情况下,将摆杆偏转一定角度科尼格摆6,珀萨兹摆12.停在预定de停点处.松开摆杆,启动秒表,记录摆幅由6到3科尼格摆或由

10、12到4珀萨兹摆de时间s.在同一试板de不同位置测量3次.涂层阻尼时间以3次测量值de平均值表示.B法双摆杆阻尼试验涂层硬度以一定质量de双摆置于被试涂层上,在规定摆动角范围内摆幅衰减de阻尼时间与在玻璃板上同样摆动角范围内摆动衰减de阻尼时间之比来表示.双摆杆总质量为120土1g,摆杆上端至下端长度为500土1mm在未涂漆玻璃上摆杆摆动角从5至2de阻尼时间应为440土6so支撑摆杆和试板de仪器座上设有一个很重de垂直支承杆,并与一具有工作平面de水平台相连,当摆杆离开水平工作台时,有一框架支承摆杆,座内安有机械装置可使摆杆无振动地落在试板上.底座前装有一块能表示摆杆偏离静止中心角度de

11、标尺,标有5到2o标尺零位与摆静止时摆尖处于同一垂直位置.试板为玻璃板,90mmX120mmxmm按规定制备涂层,将枯燥试板在23土2C,相对湿度50土5%条件下放置16h.测试前,将玻璃板置于仪器水平工作台上,用水平仪调至水平.用乙醍润湿de软绸布或绵纸擦净支承钢珠,将摆杆处于与试板相同de环境条件下10min.测试时,被测试板涂层向上,放置于水平工作台上,使摆杆慢慢降落到试板上,摆杆支点距涂层边缘不少于在.处.松开摆杆,摆至20mm在支轴没有横向位移de情况下,将摆杆偏转,停5时启动秒表,记录摆幅由5到2de时间s.在同一试板de不同位置测量3次,计算3次结果de平均值.涂层硬度按下式计算

12、:wwwAlpfwjComX_I1.to式中：t摆杆在涂层上de摆动阻尼时间,s;t0摆杆在玻璃板上de摆动阻尼时间,So4压痕试验法GB/T9275涂层de压痕试验是指抵抗压头压入涂层de水平.在一定de荷载下,涂层硬度越高,其抵抗压头压入涂层de水平就越强,涂层de压痕就越小.国家标准1988色漆和清漆巴克霍尔兹压痕试验?规定了用巴克霍尔兹压痕仪对涂层进行压痕试验de方法.该标准等效采用国际标准ISO2815:1973色漆和清漆巴克霍尔兹压痕试验?.当压痕仪在规定条件下施压时,即形成压痕长度,以压痕长度倒数de函数表示抗压痕试验de结果.当要求涂层de抗压痕性提升时,抗压痕值就增大.压痕装

13、置由矩形金属块、压痕器和2个尖脚组成.整个装置重1000土5g,压痕器和2个尖脚在装置上de位置要使仪器放在平面上时稳定.压痕器de有效负荷为500土5g.压痕器具有锋利刀刃de工具钢金属轮、压痕器转动轴使金属轮可以转动.试板为玻璃板,90m休120mmX23mm按规定制备涂层.将枯燥试板在232C,相对湿度50土5源件下放置16h.测试时,试板涂层向上,放在试验台平面上,将压痕器轻放在试板de适当位置.轻放时首先使尖脚与试板接触,然后小心放下压痕器.放置30土1s,抬起压痕装置时先使压痕器后尖脚离开涂层.移去压痕器后在355s内用显微镜观测压痕产生de影响长度,精确到mm在同一试板de不同位

14、置进行5次试验,取其平均值.抗压痕性：100/L,式中：L为试验平均值修约后de压痕长度,mm由于压痕深度取决于涂层厚度,只有在涂层厚度符合规定值时,测得de抗压痕性才有效.除巴克霍尔兹压痕器以外,还可采用努普Knoop压头和芬德Phund压头在压痕硬度计上进行压痕试验.努普压头是金钢石锥体,芬德压头是半球形石英压头或蓝宝石压头,前者提供de硬度值以努普硬度数KHN表示,后者提供de硬度值以芬德硬度数PHN表示.努普硬度数de精确度较芬德硬度数高.5划痕试验法划痕试验是在划针上加一定de负荷进行试验,按特定de要求评价涂层性能通过或不通过,或者逐渐增加划针上de负荷,测定划透涂层所需要de最小

15、负荷.GB/T9279-1988色漆和清漆划痕试验?规定了在标准条件下测定色漆和清漆de单一涂层或复合涂层体系抗划针划透性能de试验方法.该标准等效采用ISO1518:1973色漆和清漆划痕试验?.试板为125m休50mmde马口铁板、薄钢板或硬铝板,按规定进行外表处理和涂漆.枯燥后试板应在23土2C,相对湿度50土5%de条件下放置16h.划痕试验仪有自动型和手动型2种,自动试验仪应包含滑板、划针及其夹杆、支架、底座和马达等局部.划针有一直径1mmde淬火钢质半球形针头,可用滚珠轴承de钢珠焊接到划针杆上制成.试验是在规定de环境条件下进行de,温度为23土2C,相对湿度为50土5%测定单一

16、固定负荷和复层系统固定负荷时,先用30倍放大镜检查划针头应无明显de磨伤和污物.将划针固定在夹头上,试板涂层向上,将其夹紧于仪器de滑动板上,试板长边应平行于划痕方向,用瑟码在划针上方支架上加一定负荷,开动仪器或用手推动仪器滑动板,在试板涂层上划出划痕.取下试板,用放大镜检查涂层是否被划穿露底,或用电工仪器检查导电性来判断.测定划透涂层最小负荷时,在划痕仪上先加较小负荷,然后逐渐增加负荷,直到涂层被划透为止.每次划痕均应在试板未划部分进行.最后在未划局部用最后负荷进行重复试验.记下划透涂层de最小负荷.划痕试验结果与以下因素有关：底材de性质和外表处理；受试涂料de施涂方法；单层或复层系统干膜厚度及其测量方法；试板de枯燥条件和枯燥时间；划针上施加de负荷大小.除仲裁试验外,可以使用手动试验仪.采用手动时,可先将划针落在一片平安刀片上,然后从刀片上平稳滑离,使划针与试板涂层接触.6结语涂膜硬度de测定具有普遍适用性,因而受到行业de关注.本文所介绍de几种方法均有一定de适用范围,彼此之间不可能建立起固定de换算关系.除相关标准或产品技术要求已有规定之外,采用何种方法,应由供需双方商定.