(图:橡胶耐磨性能如何检测?两种重要检测方法详解)
橡胶耐磨性能是衡量橡胶材料抵抗磨损能力的关键指标,直接关联到产品使用寿命、使用安全及经济成本等多个方面。而在高铁减震垫、风电设备密封件等高端橡胶制品领域,产品的耐磨性能更是技术壁垒的重要体现。
橡胶耐磨性能检测对于保障产品质量、降低使用成本、推动材料科技进步等方面具有不能替代的作用。通过耐磨性检测,可以评估橡胶材料的寿命和可靠性,提前预测材料的磨损情况,从而采取相应的措施,延长材料的使用寿命,还可以有效降低因材料过早磨损导致的维护成本。另一方面,橡胶耐磨性相关检测数据能够为橡胶配方和制造工艺的改进提供科学依据,从而有效促进材料性能的提升和新材料的研发。
检测方法
在硫化橡胶耐磨性能的检测领域,现行国家标准《硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)》GB/T 9867-2008 与《硫化橡胶 耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗试验机)》GB/T 1689-2014 是主要技术依据。两种方法覆盖了橡胶制品服役期间的典型摩擦形式,为材料耐磨性能评价提供科学依据。在实际检测时,需综合考虑产品应用场景,根据其在使用过程中产生的滑动或滚动摩擦特性,合理选择对应检测方法,以确保试验结果能够真实反映产品耐磨性能。
(一)旋转辊筒式磨耗机法
本方法是在规定的接触压力和一定的面积上,测定圆柱形橡胶试样在一定级别的砂布上和一定的距离内进行摩擦而产生的磨耗量,且磨耗是在圆柱形试样的一端产生。试验所采用的磨耗机由固定纱布的旋转辊筒和可水平移动的试样夹持器组成,试样夹持器尺寸及移动范围等应符合标准要求。试验用砂布宽度最小为400mm,长474mm±1mm,平均厚度为1mm,由粒度为60号的氧化铝组成。
在磨耗试验中,应根据橡胶产品的磨耗量确定磨损行程,通常试样磨损行程为40.0m±0.2m;当试样磨耗量较大时,磨损行程可减少至20.0m±0.1m;若试样磨耗量相当高,则可使用10m的磨损行程。
试验所用试样为圆柱形,其直径为16.0mm±0.2mm,高度最小为6mm。若试样高度不满足要求,可将试样粘在硬度不低于80邵尔A的基片上,但应确保橡胶试样高度不小于2mm。对于每个试验胶至少用3个试样,用于仲裁目的时则用10个试样。此磨耗试验是比较性试验,结果可用相对体积磨耗量或磨耗指数来表示,参照胶的性能对试验的重复性和再现性影响较大,因此在试验时所选参照胶应符合标准要求。
试验操作时,可使用非旋转试样,也可使用旋转试样。完成所有准备工作及试样状态调节后,将试样按要求方式放入夹持器,用10N±0.2N的垂直作用力将试样紧压在辊筒上。把带有试样的夹持器从滑道移至辊筒的起点处,开动试验机进行试验至结束,过程中应注意检查试样夹持器的振动情况。
(二)阿克隆磨耗试验机法
本方法是将试样与砂轮在一定的倾斜角度和一定的负荷作用下进行摩擦,测定试样一定里程的磨耗体积或磨耗指数。试验所用阿克隆磨耗试验机胶轮轴回转速度为76r/min±2r/min,砂轮轴回转速度为34r/min±1r/min。试验用砂轮直径为150mm,中心孔直径为32mm,厚度为25mm;磨料为氧化铝(36号粒度),粘合剂为陶土(硬度为中硬2)。
试样为条状,长度为(D+2h)π,长度允许偏差为0mm~5mm,宽度为12.7mm±0.2mm,厚度为3.2mm±0.2mm,其表面应平整,不应有裂痕、杂质。将试样两面打磨后粘于胶轮上,确保接头光滑过渡,且粘接时试样不应受到张力。若采用其他制样方法,应在报告中注明。
试验所用胶轮直径为67mm~68mm,厚度为12.7mm±0.2mm,硬度为75度~80度(邵尔A),且中心孔直径应符合要求。
试验前应按照相关要求完成状态调节。将粘好的试样轮固定在胶轮轴上,启动电机,使试样按顺时针方向旋转,预磨15min~20min后取下试样,并刷净胶屑后称量试样质量。使用预磨后的试样进行试验,在试样行驶1.61km后关闭电机,取下试样并刷去胶屑,在1h内完成试样称量。按照规定方法测定试样密度,并根据试验数值计算最终结果。
结语
橡胶材料及制品的耐磨性能在很大程度上决定了其使用寿命,因此对于其耐磨性能的检测不容忽视。橡胶耐磨性能的准确评估是一件较为复杂的事情,且检测结果易受多种因素的影响,在具体方法选择时,应结合产品具体应用场景,以做到科学评价其性能,为产品的研发及应用提供科学依据。
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