12e34球压测试特殊压痕分析

12e34球压测试特殊压痕分析 温州市质量技术监督检测院，浙江温州 325025 摘要 论述了球压试验测试准备和测试过程，着重分析了特殊的球压压痕的形成过程和原因。 关键词 球压;比对;压痕 中图分类号 O4-33 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)111-0-00 0引言 我们参加了由IFM组织的12e34球压测试比对项目。组织方一共提供三种类型的塑料来进行球压试验。分别为样品A-白色聚丙烯合成品、样品B-灰褐色聚丙烯合成品、样品C-透明聚丙烯合成品，三个样品的球压测试分别在80?、120?、160?这三个温度下进行。在全球121家参加比对的机构中，只有为数不多的参加机构是满意结果，我们得到了组织方满意的结果。通过此次比对我们也在试验过程中，进行了归纳和总结。其中高温箱的温度、球压试验装置、试验样品、环境条件、操作手法和压痕测量等因素都会直接影响的检测结果。所以必须每个环节和因素都加以分析和控制，最终球压测试的结果才能落在满意区间内。下面就以样品B在160?条件下特殊压痕进行分析。 1 准备工作 高温箱体的确认: 1)选择箱体。箱体应该是有强迫空气循环的。 2)稳定性和波动度。确定箱体内不同区域的温度稳定性和波动度。 3)回升时间和过冲温度。通过其他样品的模拟试验，测试出箱体在开箱放置样品后温度回升的时间和回升的过冲温度。 球压装置的确认: 1)负载的重量为20N?0.2N; 2)压力球为一个直径等于5mm。球直径公差不应超过?1%; 3)压力球的面一定要圆滑。不应有不平整的缺陷或毛刺; 4)试验样品支座应为钢制金属块，直径?50mm，高度?100 mm或等效体积和质量; 5)样品支架牢固地支撑试验样品在水平状态，通过水平仪校准; 6)支架表面也要足够平滑，使得平整的样品能完全贴住支架; 7)球压装置放入高温箱后，应监测振动情况。水平、垂直振幅是否可接受，如振幅过大，应找出振源并作相应处理。 试样样品的准备: 1)大小:?10mm; 2)厚度:?2.5mm; 3)分组编号:将样品分组编号并装入元器件样品格子盒，分别对应放置。 2 测试过程 1)预处理: 将试验样品在温度为15?~35?之间， 相对湿度在45%~75%之间至少放置24h; 2)热平衡: 烘箱、试验样品支座和载荷装置在试验温度下24h 或达到热平衡，取二者间小者; 3)置样施压: 将试样放置在支座中心处， 在试样中心轻轻放置压力球，施压60min+ 2min/0min; 4)去压冷却: 从试样上移去压力球， 在10s 内将试样浸入20??5? 的水中保持6min?2min， 取出; 5)压痕测量: 3min内测量因压力球而产生的压痕的横跨最大尺寸。 3测试结果分析 以下主要分析确定160?压痕判断过程，暨判断光环的内圆还是外圆作为球压的测量痕迹。根据GB/T5169.21-2006测试要求，应按照图1所示进行压痕测量。但从标准图示中无法确认样品B在160?条件下出现的光滑圆环时的压痕边际的确认。所以我们采用了多次不同试验时间来观察分析光滑圆环的出现过程和原因(见表1)。 图1 光滑圆环出现过程 确定160?压痕判断过程， 暨判断光环的内圆还是外圆作为球压的测量痕迹 时间 压痕效果 描述 1min 多条纹理，由于160?的球压装置放置于样品上时，样品为PP材质，熔化温度为162 , 176?，散热性不好，局部骤然升温，导致出现了多条纹理。该时间点还未出现光环。 1min的为压痕直径:1947.49μm 4min 只能看到压痕边缘“山峰的突脊”，是PP受球压装置向外侧挤压的效果。该时间点还未出现光环。 4min的压痕直径:3749.36μm 10min 光环清晰的出现。 10min的压痕直径:4139.28μm 60min 光环清晰的出现。 60min的压痕直径:4187.24μm 表 1 4结论 图 2 由于测试样品材料为PP材质的原因，熔化温度为162?~176?，散热性不好，球压装置一开始处于160?高温，样品没有预热，从室温放入160摄氏度的支架上面，再将装置压于样品上面，导致样品承压点局部骤然升温，样品表面接触点和样品内部温度差别巨大，且160?温度已经接近样品的熔化温度，导致出现了多条纹理。这些纹理经过球压装置的碾压，向下和向外受力延压后，处于外端的纹理最终形成光环的外圈，内部的多条纹理，则形成光滑的内环。对于PP材质厚度在3mm左右时，基本上可以判断在10min左右的压痕基本已经形成(见图2)，跟持续到60min的压痕差异已经很小。 参考文献 [1]刘功桂.球压(耐热)试验的研究[J].电机电器技术，2000，4:25-26. [2]任海萍，李佳戈，刘艳珍，王建宇，邵玉波.球压试验关键操作技术环节分析[J].中国药事，2010，24(9):869-870，888. [3]苏君平，张建寰.球压试验压痕尺寸的测量技术现状及发展趋势[J].机电技术，2009:49-53. [4]高金成，靳锁芳，赵庆亮，董云雷.球压试验压痕直径的测量不确定度评定[J].现代测量与实验室管理，2011，3:24-25，34.