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可调高度的冲击测试原理

    表面涂层通常遭受冲击，该冲击也能使基材变形，从而将压力传递到涂层的附着力和凝聚力上。球冲击测试在标准条件下模拟此种压力。一个规定重量的球冲头其底部直径固定，从一个议定或不同的高度在导管中自由落到样本上。冲击完成后，对样品表面的变形区进行破裂和剥落检查。球冲击测试相等于ERICHSEN杯凸测试的动态版本。

冲击测试标准

    用于冲击测试的不同标准测试仪器机械结构几乎都是一样的，重要的不同之处在于

－冲头末端的直径

－底座墩的内径

－下落砝码的质量

－下降高度 / 能量的刻度

－夹紧套和止动器用以限制凹槽的深度

    下列表格总结了各款仪器的参数。ERICHSEN可调高度的冲击测试仪，304型的不同型号根据不同的冲击测试标准已展示在下表中：

AFNOR 304型具有一个特性，这是其它型号所没有的：底座墩上的孔小于下降砝码末端的球体直径。根据样品厚度的不同，的深度便受到相应的限制。在SNV型号中，情况也相似：这里两个直径是相等的。要注意的是实际用于AFNOR型的符合这个标准400 g砝码，是不包括在304-AFNOR型的基本配备中，因大多数用户使用的是1000 g的下降砝码。

适用ISO、DIN和ASTM标准的型号属于我们的标准制造程序；但304-ECCA、304-AFNOR和304-SNV都是根据需要才制造。理论上其它带不同下降砝码，球和底座墩尺寸的不同型号冲击测试仪也可特别订制。

    *符合ISO 6272，但不带夹紧套和制动器以限制下降砝码造成的深度。

    **基本砝码可以通过连上补充砝码使重量翻倍。

    *** 相等于ECCA T5-1995

304型－概述

    304型冲击测试仪，虽然变化出多个不同的版本，但它的基础仍是由牢固的底座组成，配有一个悬臂，将下落管用螺丝夹紧在槽中。在ISO和DIN版本中，用夹紧把手将螺丝锁紧，使得仪器能迅速设置以适应不同厚度的样品，把手能靠弹簧力拨出一些，这样它就可松开，并能自由转动。

    在下落管下方的底板上，根据相应的标准装有一个底座墩。底座墩容易更换，但同时亦是安装，以保证导管和墩座的中心线重合。

    下降砝码的底部根据所使用的底座墩装有球型冲头，下降砝码上亦有一凸针，可沿着管上的窄槽上、下移动，用于提升砝码到所需的高度。在ISO、DIN和ECCA版本中，下降砝码的质量可通过连接一个附加砝码来翻倍。

    刻度表沿着凹槽安装。对于ISO、DIN、AFNOR和SNV标准，仪器以“cm”校准。对于ASTM标准，仪器则以“inch lbs”校准。在ECCA版本中，凹槽的两边各有一个不同的“inch lbs”刻度表。

    根据标准，304-ISO型测试仪配备有一个夹紧套，用于保持测试面板在正确的位置，并在不同厚度处停顿，以限制下降砝码的凹痕深度。

    此外，304-ISO型和304-DIN型还有一个特征，下降管上有一个可移动环。该环装在凹槽 中，由刻花螺丝夹紧用于制动下降砝码上的凸针。这种设计提供了的位能预设，当要从一个固定高度进行多次测试时，这便显得特别方便。

冲击测试程序

    按照标准准备样品(诸如：底材表面处理、涂层的敷涂、硬化程序、存储、涂层厚度测量、也许须作交叉划痕测试等)，必须符合两个基本原则：

    ·球(冲头)直接落到涂层上，以获得一个中凹的变形(下沉)或在另一面获得一个中凸的变形(突出)。标准列表提供给用户在两者间的一个选择；用户须选择或制定一种方法。以下情况例外：ECCA标准(T5和T6)清楚指明，必须使用中凸变形。

    ·  就变形能量而论，在下落开始时，可能就是使用一个协议的位能值。冲击试验在此情况下给出可行/不可行或合格/不合格的答案。在快速变形中，从裂痕的形成来分析涂层的抵抗性能。这种方法只能供一个定性的结果，但可使一批被测试样品以非常快的速度测试。

     如果执行重复冲击测试以创建损坏材料的小能量值，那么获得的只是定量的结果。这种情况下，下降的距离或冲击能量不断变化，直到裂痕出现或附着力消失为止。导致该种损坏的能量值必须通过使用更多的样品板反复测试以获得确认。如果获得不同的结果，建议选取一个平均值。

    一个基本原则(也可用于可行/不可行测试)－必须确保测试点距边缘足够距离(至少35 mm)和距同一样本上先前的测试点有足够距离(小中心距离70 mm)上进行。

评估和分析

    样品上由球冲击后造成的变形、破裂和剥落(可能需要放大镜的辅助)用肉眼来找寻。为确保较少的破裂也能得到鉴别，ASTM D 2794标准建议两种更灵敏的检测方法。

     ·  在样品上施加硫酸铜溶液使得涂层少的缺陷也显得清晰可比。此方法只在下述情况有效：对于基材为钢和防腐蚀的涂层(如磷酸盐)，在冲击时发生破裂。

     ·  在将绝缘材料涂于金属基材上时，该区域也可用孔率测试仪器来检测。简单的传导测试仪使用一个9 VDC的电源和湿润的海绵。用于此种测试的仪器如POROCHECK (ERICHSEN Model 524)。它是一台很容易使用的孔率测试仪，且不需使用市电电源。                                     

    冲击能量在不同的标准中以不同的术语表达。在ISO、DIN、NF和SNV标准中，下降高度(mm)加上冲击物体的重量用于相关的能量刻度。余下的冲击测试标准(如下所示)使用独立的能量单位：

    kg m (ISO 6272，ASTM D 2794)，Joule (ASTM D 3029，ECCA T5)，inch ibs (ASTM D 2794 and ASTM D 3029)。

    这些能量单位的相互转换关系为：

    1 J(oule)=0.1 kg m=8.8 inch ibs

    转换因子能用于比较在不同版本仪器上设置的能量值。因为不同的球和底座墩的尺寸，故不可通过任何计算来转换用不同的球冲击测试方法所得到的结果。

符合ECCA T6测试

，占据了一个特殊的位置。在这种情况中，先前被交叉划痕损坏的涂层再受到一个中凸变形(反冲击)，损伤的程度可用基材上剥落面积的百分比来表示。

技术概述和操作说明304 / E

可调冲击试验仪，304型

    1. 通用信息

    实际情况中，涂层材料通常受到冲击，这会引起涂有涂层材料的材料的变形。在受冲击的那一侧，目的会产生一个向内或向外的凹槽。

    一个用于此的仪器能产生两种类型的冲击，而且测试条件应该可重复。

    下列所描述的仪器符合这些要求。它类似于美国Gardner公司开发的仪器，其标准形式由美国测量系统提供。

    2. 测试原理

    将被测试的涂层材料涂到合适的基材上(通常是薄金属片)，通过安装设计的锤子砝码获得变形，该砝码从一个可调整的设定高度落到样品上，这样就会产生一个向内或向外的凹槽。

    涂层材料接下来便可用于破裂结构或剥裂检验。

    3. 仪器的设计和功能

    仪器由钢材底板构成，并特别配置了一直径为0.64"(16.3 mm)底座墩。一个支撑悬臂安装在底板上，悬臂带有一个夹子，作为下降砝码的导管，在此种情况下，保证管的中心线与底座墩成一直线。管本身由镍铜合金构成，前端有一个螺姆。螺姆旁边是一个刻度表，每级刻度为2英磅单位。

    钢锤螺栓的重量为2磅(=2×453.592克)，它装有一个直径为5/8"(=15.8 mm)的钢球。管末端的上部有一个凸出的支撑螺栓，通过它，锤的螺栓可提升到所需的下落位置。

    如有需要，我们仍可提供先前设计的304型号(钢球直径1/2"，9/16")。

    3.1 技术数据

    下降高度：101.5 cm = 40in

    测量范围(冲击能量)：0.23-9Nm = 2-80 inch pounds

    宽度：180 mm

    深度：200 mm

    高度：1250 mm

    钢锤螺栓重量：0.908 kgm = 2 pounds

    4. 测试程序

    4.1 样品准备：

    影响变形的金属薄片特性为厚度与质量。如果测试结果需要比较，则需使用相同质量和厚度的金属薄片。

    为准备基材，以下程序应与实际中采用的涂层材料相似。基材彻底除去油脂很重要。对于实际应用和烘干程序，运用于特殊涂层材料的说明应该被认真遵守。

    如果需比较的结果是通过不同的测试方法获得的，则需特别注意样品的相同老化。

    4.2 锤子测试

    可运用两种变更方法：

    a) 向内的和中凹的凹槽测试，样品薄片摆在底座墩身上，涂有漆的一面向上，使锤子螺栓落在漆上，并产生一个向内的凹槽，引起漆膜的压缩；

    b) 向外的和中凸的凹槽测试，薄片上有漆的一面向下，置于底座墩身上，故锤子螺栓产生一个向外的凹槽，引起漆膜的延伸。

    将样品按上述任何一种方法置于底座墩身上，一方面保持样品水平，同时使用支撑螺栓将锤子螺栓提升到所需的高度。当支撑螺栓松开时，锤子螺栓落到薄片上，并产生变形，此变形不同主要取决于下落的高度。薄片的厚度和薄片的质量。接下来漆可用于破裂和剥落检测。

    如果有必要，测试可重复，这可通过增加或减少下落的高度以找到薄膜上次可视损坏出现时的极限值，既然管以英磅校准；则极限值可直接被记录为以英磅为单位的冲击力。

    从薄膜受损坏的类型来分析，我们可得出涂层材料的附着力质量和结构的结论。