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耐磨涂层测试方法

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2020-05-15

    耐磨涂层的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。具体的耐磨涂层测试方法介绍如下:
    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)两种方法表示与评价。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两项标准中,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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