GB/T-英文版塑料　划痕性能的测定

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1范围

本文件规定了在给定条件下塑料划痕性能的试验方法﹐包括划痕的形成和结果的评估以及试样的最佳尺寸和刮头的最佳几何形状。

本文件适用于表征特定类型试样在给定划痕条件下的划痕行为。

本文件适用于表面未涂覆和未上漆的热塑性模塑材料和热固性模塑材料。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件，

3术语和定义

ISO.界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

划痕scratch

给定的刮头形状,试验载荷、试验速度条件下,刮头在试样表面移动时引起试样表面的破坏。注:“表面”为宏观尺度的表面而非微观尺度的表面-

3.2

试验载荷testloadp

试验过程中,刮头垂直施加于试样表面的力。注:以牛顿(N)为单位。

3.3

试验速度testspeedv

试验过程中﹐刮头和试样的相对位移速度。注:以毫米每秒(mm/s)为单位.

4原理

刮头垂直于试样表面施加载荷﹐并以恒定的速度沿试样长度方向移动,即形成划痕﹐示意图见图1。试验过程中,可连续测量并记录切向划痕力,刮头位移、划痕距离。绘制的切向划痕力-划痕距离,刮头位移-划痕距离曲线可描述试样的划痕行为。划痕试验分为恒定载荷(基本方法)和线性增长载荷(可选方法)。恒定载荷试验时,在一系列试验条件下(不同试验载荷和不同试验速度),可获得划痕破坏形式和划痕相图;线性增长载荷试验时,在设定的试验速度下﹐可获得临界法向载荷。切向划痕力-划痕距离曲线斜率的变化和/或曲线出现的尖峰可表示划痕破坏形式的转变(例如;从光滑划槽到重复性破坏或材料剥离)。

5设备

5.1划痕测定设备

5.1.1总体要求

划痕测定设备应由试验平台,试样支架、刮头及其固定装置,载荷施加装置组成,示意图见附录℃，并应满足5.1.2~5.1.8的要求。

5.1.2试验平台

最大试验载荷下,试验平台形变不应超过3xm.

5.1.3刮头

刮头洛氏硬度不应低于64HRC,表面粗糙度应小于0.20um。试验结束后,刮头不应有形变或破损。

刮头应为半球形,半径R为0.5mm±0.mm.注:硬质的钢或酸化钨抛光后制成的刮头能满足要求

5.1.4试验载荷

试验载荷的误差应在±1%范围内,垂直施加于试样表面时﹐其角度的误差应在士5°范围内。5.1.5试验速度

试验速度的误差应在士1%范围内,但不包括划痕两端各10mm的距离。试验速度应在划痕起始端10mm内达到设定值,并在划痕终止端10mm内开始下降,划痕终点时归零。

5.1.6试样支架

试样支架应平整、光滑,试样固定区域应无孔洞。试样支架上的夹持装置应与划痕测定设备固定。

夹持装置不应造成试样的断裂,且试验过程中不应引起试样的滑移。

5.1.7力传感器

力传感器应能显示刮头和试样水平方向的实时作用力,在设定的试验速度下,其不应有任何惯性滞后﹐且力值的示值误差应在±1%范围内。

5.2试样尺寸测量设备

试样的宽度b应使用测微计或其他合适的量具测量,误差在士0.01mm范围内。试样的厚度h应使用平头圆角测微计测量﹐误差在士o.01mm范围内。

5.3视频记录和检查设备(可选)

5.3.1视频记录设备

视频记录设备不应引起试样的热效应。

注，视频记录设备为试验过程中用于跟踪刮头周边区域变化情况的设备。

5.3.2检查设备

检查设备不应引起试样的热效应。

注。检查设备为试验过程中用于检查试样划痕表面的设备,如放大镜,显微镜,扫描仪或干涉仪等。

6试样

6.1试样形状和尺寸

6.2试样制备

试样应按GB/T.1,GB/T.5或ISO-1及其他适宜的标准注塑成型,并应符合有关材料标准规定的试样制备条件。

制备时,应在试样测试区域外标记熔体流动方向,试样对应的型腔(使用多型腔模具时)以及模具内侧(动模板侧或静模板侧)对应的试样面，

注1:标记示例参见ISO-1:的附录B.

注2:受试样的测试面和/或熔体流动方向的影响,某些类型的材料可能会表现出不同的划痕破坏形式，当单型腔模具制备试样给出的某种性能测定值与GB/ISO模具制备试样的测定值不同时,如使用单型腔模具制备试样进行测定,应在试验报告中给出说明。

注3:GB/T.1-中4.1.2给出了单型腔模具与GB/ISO模具的制备试样的差异以及性能测定产生差异

的原因.

试样制备过程中应控制工艺参数,确保所有试样均处于相同的状态。

6.3试样检查

可目测﹐也可借助刀口尺,直角尺和平板检查试样。试样应无扭曲﹐表面和边缘应无划痕、麻点、凹痕、飞边和其他缺陷﹐不符合要求的试样均应剔除。

划痕可改变试样厚度﹐引起划痕破坏形式的变化。同e-试样不应多次测试,即使是试样测试面的反面,也不应重复使用。

6.4试样数量

按8.1测定划痕破坏形式,单次试验中⒅果仅有一种划痕破坏形式时,该组试验条件为Ⅰ块试样，单次试验过程中出现多种划痕破坏形式时,该组试验条件为至少3块试样。

按8.2获取划疼相图,试验条件不少于25组(例如:五种恒定试验载荷和五种试验速度﹐见7.2.3.2和7.2.4),且单次试验的试样数量应符合测定划痕破坏形式的要求。

按8.3测定试样临界法向载荷,每种试验速度至少3块试样(不包含预试验试样数量﹐见了.2.3.3)。

6.5试样状态调节

除非另有规定﹐试样应按GB/T规定的标准环境至少调节16h,温度为(23士2)℃,相对湿度为(50±10)%。

7试验步骤

7.1试验环境

除非相关方协商一致﹐否则应在与状态调节相同的标准环境下进行试验。

7.2试验准备

7.2.1刮头的检查

刮头沿着划痕方向移动时,根据基线测量刮头位移。试验前,应确保基线恒定在10u.m以内。注1:几微米厚的扁平金属条夹持在试样支架上能用于检查刮头位移基线。

7.3测试

试验启动前,缓慢下移刮头,并与试样表面接触,并保持不超过0.5N的初始载荷﹐刮头位移引伸计数值设置为0。启动后,5s内缓慢施加载荷,30s一~60s内,刮头开始在试样表面移动。

试验过程中,应记录切向划痕力、刮头位移及划痕距离﹐对应数据用于绘制切向划痕力-划痕距离曲线、刮头位移-划痕距离曲线。刮头移动距离未达到试验设定的划痕距离时,不应中断记录。

试验过程中,用5.3.1的设备视频记录划痕破坏形式(可选).

试验结束后,用5.3.2的设备检查划痕表而(可选,T

注。试验过程中视频记录的划N破坏形式﹐以及试猃活协后检查的划斑表面,都可为结果表示提供有用的信息(见

8.1和8.3).

8结果表示

8.1划痕破坏形式

根据试验过程中获得的切向划痕力-划痕距离曲线,刮头位移-划痕距离曲线,可将每个试样的划痕破坏形式归类为光滑划槽(p),重复性破坏(w)或材料剥离(c)。

恒定载荷(基本方法)时,在试样的窄部平行部分选取50mm长的划痕,获取对应的切向划痕力-划痕距离曲线﹑刮头位移-划痕距离曲线。观察切向划痕力和刮头位移是否随划痕距离保持恒定或周期性振动或无序变化﹐如曲线是否出现3.7.1~3.7.3和图2描述的光滑划槽(p八,重复性破坏(w)或材料剥离(c).

试验过程中出现的微弱的,设备本身引起的偶发性信号振动可忽略(切向划痕力振幅小于3N,刮头位移振幅小于10u.m).

试验过程中视频记录划痕破坏形式和/或试验后检查试样表面,有助于确定划痕结果,见图2底部照片。

对于出现多种划痕破坏形式的试样﹐优先考虑材料剥离,其次为重复性破坏,最后为光滑划槽。注1：与刮头位移d相比,切向划痕力F,对划痕破坏形式的变化更灵敏。

注2:与光滑划槽或重复性破坏相比,材料剥离对应的刮头位移d的平均值更大，恒定载荷时﹐单个试样的结果可采用如下方式表示:

9试验报告

附录A(资料性)结构编号对照一览表

附录B(资料性)划痕破坏形式示意图

附录c(资料性)划痕测定设备示意图