泰伯磨损机测定有机涂料抗耐磨性的标准试验方法.docx
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泰伯磨损机测定有机涂料抗耐磨性的标准试验方法
泰伯磨损机测定有机涂料抗耐磨性的标准试验方法
该试验标准时根据固定设计D4060下发行。
以下设计的数字表示最初设定时间或上次修改时间（如果修改的情况下），括号里的数字表示上次重新审批时间。
上标则表示自上次修订或重新审批的编辑修改。
1范围
1.1这种测试方法涵盖了这种有机材料与硬质表面如金属面板磨损产生的阻力的测定。
1.2由于这种测试方法的再现性差，它应该仅限于测试耐磨性值这一个实验时使用。
耐磨性量化能够显著提高实验室间的协同。
1.3在确定涂料厚度时，除了mils通常认定标准的数值是以SI为单位的括号中给出的值仅供参考。
Mil：
密耳，1mil=0.0254mm
1.4本标准与ISO7784-2类似（但不是技术上）。
1.5本标准并非旨在解决所有与使用有关的安全问题，它只是为了在使用前建立适当的安全和健康措施，并确定规章限制的适用性。
2参考文献
2.1ASTM标准
D823测试面板上的薄膜厚度均匀的油漆、清漆及相关产品的试验
D968有机涂层的耐磨性下降磨料的试验方法
D1005使用千分尺的有机涂层干膜厚度测量的测试方法
D2240橡胶物业硬度试验方法
D3924规范环境调节和试验的涂料，清漆，喷漆和相关材料
D7091适用于有色金属和非磁性涂层干膜厚度的无损测量的实践，不导电涂料适用于有色金属
2.2其他标准
ISO7784-2色漆和清漆--测定耐磨损-第2部分：
旋转摩擦橡胶轮法3术语
3.1具体到本标准的条款的定义：
3.1.1耐磨性可以表示为以下几个方面
3.1.2磨损指数：
每磨损1000次的重量损失。
3.1.3重量减小量：
在指定的周期数重量减少的毫克数。
3.1.4每密耳的周期数：
磨损1密耳厚度有机涂料需要的圈数。
4测试方法概要
4.1将有机涂料均匀的涂在刚性平面上，并在固化后，放在加力旋转砂轮摩擦表面。
4.2耐磨损性是指在指定数目的磨损周期的重量损失，从而得到每个周期的重量损失，或者磨损一定厚度需要的周期数量。
5意义和使用
5.1制造和使用过程中，在基片上的涂料层经过磨损而被损坏。
这种测试方法在评价附着材料的耐磨性是有效的。
在测试方法D968中，这种方法与下降磨料值的测试有很大的相关性。
5.2对于某些材料，在泰伯磨损试验中可能随着砂轮的研磨特性变化而变化。
根据加入有机涂料的类型和试验片，砂轮有可能发生变化（即，堵塞）所以必须依据测试试样的涂层结合试验情况，频繁的清理砂轮表面。
要确定是否需要清理砂轮表面，须绘制每50个周期的总重量损失图。
在500次循环之前，如果显示一个负的斜率，该斜率变化点确定砂轮表面的清理频率。
6设备
6.1泰伯磨石机由以下部分组成：
6.1.1一个水平旋转平台，包括一个橡胶垫，夹紧板，和固定试样的螺母。
6.1.2一个需要110v/60Hz转速为72±2r/min或230v/50Hz转速为62±2r/min的电机带动的高速旋转转盘。
6.1.3一对连接着砂轮和辅助设备的旋转臂，并且在每个砂轮上施加200g,500g或1000g的变化载荷，配置为125g或175g的辅助设施可以降低施加在试样上的载荷，可以选择性的使用辅助设备。
注1：
不使用辅助设备或配重，旋转臂须使每个砂轮对样本保持250g的载
荷（车轮本身的质量不包括在负载内）。
6.1.4一个配有拾取管的真空抽吸系统。
在实验过程中，用该系统抽去试样表面的摩擦生成的碎片和颗粒。
真空拾取管嘴的高度应是可调的，拾取管开口应为8毫米（5/16英寸）的直径。
试验开始时，真空系统开始操作。
6.1.5旋转平台上安装一个计数器，用来记录运转的周期数（转数）。
6.2砂轮：
根据需要采用型号为CS-10或CS-17的弹性砂轮，有其他特殊约定除外。
由于弹性砂轮材料易缓慢硬化，不应使用过期的产品，如果没有标日期，已经购买一年的砂轮视为过期。
6.2.1新砂轮厚为12.7土0.3mm,外部的直径为51.9土0.5mm,并且在任何情况下不小于44.4毫米的。
注2：
可以通过D2240测试方法检测砂轮的硬度。
测量砂轮侧表面上等距隔开至少4个点。
在测量仪器稳定10秒后读取压力读数,并且最终取平均值。
这两种砂轮的合理硬度应该为A-2肖氏硬度计显示值81±5.
注3:
型号为CS-17砂轮比CS-10轮磨损更严重。
6.3重铺介质，一个用于修理砂轮表面S-11研磨盘。
7试验样品
7.1在一个两面基本是平面且相互平行的刚性面板上均匀涂抹有机涂料进行测试。
试样应该为一个方形面板且每个面中间都有6.5mm的孔。
测试面板的典型尺寸是直径为100毫米或100X100毫米。
厚度的标本应不大于6.3毫米的，除S-21扩展螺母或手臂高度扩展套件使用。
至少准备两个用于涂覆试验材料的面板。
注4:
涂料层应依据试验D832设定，或者依据其他设定。
注5:
干燥涂料层厚度的测量应在按照试验方法D1005或D7091实践。
注6:
对于那些大于6.3毫米小于12.7毫米厚的材料，可以使用的S-21扩展螺母贴在试样转盘上。
试样需要一个9.5毫米的中心孔。
另外，臂的扩展套件高度将允许测试试样至40毫米厚，并要求在中心孔为14.5毫米。
8校准
8.1验证校准泰伯磨损机的指示由设备制造商提供（见附录X1）。
9标准步骤
9.1为了确保砂轮的磨损功能被维持在一个恒定的水平，须在每个测试之前调整砂轮。
9.1.1在装置上安装选定的砂轮，注意保护要研磨的表面。
9.1.2每个砂轮上施加1kg的载荷，有其他特殊约定情况除外。
9.1.3将（S-11研磨盘）安装在转盘上。
慢慢降低研磨头直到落在研磨盘上。
调整真空吸嘴的位置，距研磨盘的距离大约为6.5mm,有特殊约定距离除外。
9.1.4将计数器归零，并且设置真空吸附力为100.结合各部分情况，也可以
低于这一值
9.1.5重修砂轮表面，用重修介质旋转50圈重修砂轮表面。
警告：
在重修了砂轮表面后，不要刷或触摸其表面。
注7:
在每次测试前都参照以上方法重修砂轮表面，重修后的砂轮可以工作
500个周期。
10工况
10.1依据相关部分的共同协定确定固化的有机涂层面板的湿度和温度
10.2固化涂料层面板应在23±2°C和50±5%相对湿度的环境下至少保持24小时，有特殊约定的除外。
在相同的环境下进行试验或者立即移走。
11流程
11.1如果磨损指数和重量减少量需要同时报告，那么给试样称量并记录该重量，精确到0.1毫克。
11.2如果要得到磨损掉一MIL需要的圈数，则测量试样不同位置四个点上的磨损量，并采取的读数的平均值。
11.3将试样安装在泰伯磨损机旋转平台上，被测试面朝上，使用螺母和夹
紧板安全夹紧试样，调整测试端部和真空拾取管位置，具体操作如9.1.3.设置有
机涂料层如9.1.2.
设置计数器和真空抽吸系统，操作参见9.1.4.
注8:
要产生均匀的磨损结果，试样表面必须是平面而且保持相互平行。
如果试样是稍微弯曲的，那么采用型号为E140-14环形钳或类似试样的固定器，此类设备可以保证试验表面为平面。
注9:
试验时如果使用的是双面磨石，第二面是不采用的。
如9.1.3设置旋
转盘和吸嘴。
11.4将待测有机涂料层磨损指定的周期数，或一直磨损直到可以观察有机涂料层磨损。
测试期间间隔停止仪器，检测指定点的磨损量。
11.5去除试样上已经磨损掉的部分，再次称重试样。
11.6重复11.1到11.5,被测试样中至少有一个备份试样。
12计算
12.1磨损指数
计算磨损指数I，如下:
（A-B）1000
C
其中,
A=磨损前的试验片的重量，毫克
B=磨损后试验片的重量，毫克
C=磨损周期数
注10:
在计算磨损指数时，应该去除最后的200个磨损周期，因为如果磨
损到衬底可能会对结果产生影响。
12.2计算损失重量L，如下，
L=A-B
其中，A=磨损前的试验片的重量，毫克
B=磨损后试验片的重量，毫克
计算每MIL周期数：
W=DT
其中，D=磨穿整个有机涂层所需要的圈数
丁=有机涂层的厚度，密尔，（精确到小数点后一位）
注11：
在计算的磨损周期，最好是丢弃的第一和最后的读数，因为第一个可能会受到不均匀的磨损部分的基板的表面和最后。
13报告
13.1为每个测试报告下列信息材料
13.1.1在测试过程周围条件，温度和湿度
13.1.2涂料层磨损制定周期的厚度。
13.1.3使用的砂轮类型和磨损面的使用频率如有异常，请参照注意七。
13.1.4施加在砂轮的负载（每个旋转臂上）
13.1.5真空吸嘴高度
13.1.6真空抽吸系统的设置
13.1.7记录每个试样的磨损周期数
13.1.8磨损指数、重量减小量、每密耳的周期数。
13.1.9计算有机涂料层抗耐磨性的均值和范围。
14精度和偏差
14.1这种测试方法的精度是基于2006年进行的D4060-01实验测试方法。
该实验由七个实验室测试了五种材质。
每一个“测试结果”代表一个单独的意义。
每个实验室得到五种重复的样本为这五种材料。
14.1.1重复精度：
在同一个试验中获得两个结果应该不是相等的，如果他们差值超过表1中给出的各材料的“r”值；“r”表示相同的材料用不同的方法、使用不同的设备在不同的试验中获得的结果的差值。
14.1.2再生精度：
在同一个试验中获得两个结果应该不是相等的，如果他们差值超过表1中给出的各材料的“R”值；“R”表示相同的材料用不同的方法、使用不同的设备在不同的试验中获得的结果的差值。
表一泰伯磨损值的精确度
涂料
均值
重复性标准偏
差
再生性标准
偏差
重复性极
限
再生性极限
X
Sr
sR
r
R
聚酰胺/环氧树脂涂
料A
129.6
3.1
15.3
8.7
43.0
聚酰胺/环氧树脂涂
料E
109.1
14.6
19.1
40.9
53.6
聚氨酯涂料
49.5
3.0
6.1
8.3
17.2
聚酯/环氧粉末涂料
61.3
2.6
6.8
7.1
19.1
尼龙粉末涂料
7.7
1.6
3.2
4.4
8.9
14.1.3依据以上这两个语句中的所有判断，大约有95%的概率是正确的。
14.1.4通过七个试验对五种材料的试验得到的173个结果进行统计分析得
到精密的声明。
注12:
这种测试方法在2001年之前发行的版本指定了一个真空吸嘴高度，试件表面以上1毫米。
这是设备制造商的意图，因为它可能会导致在真空拾取效率的磨损轨道的半径的变化。
数据总结在表1中，利用真空喷嘴高度为6.5毫米
（1/4英寸）以上的试样表面和真空设定为100。
14.2偏差：
在研究期间，没有公认的参考材料适合这种测定方法，因此没有得到偏差值声明。
15关键词：
耐磨性；磨损指数；泰伯磨损试验机
附录
（非强制性的）
X1.校准验证
X1.1为了便于泰伯磨损机的验证校准，工具包提供了一种快速可靠的检查
系统。
该工具包不可以代替定期校准仪器。
该工具包中的程序允许用户验证：
AbrasiveWheel
——WearZone
——Hole06.35
Thisschematicshowstheproperwheelpositioninrelationtotheturntableplatform.
FIG.X1JDiagrammaticArrangementofTaberAbraserTestSebup
X1.1.1砂轮的定位和跟踪：
砂轮应该准确的安装在试样定位器中心两侧的砂轮安装凸缘上。
当试样处在非磨损状态时，砂轮轮毂与试样表面接触，磨损时进给方向是砂轮轮毂与试样接触部保持锐角，并且砂轮轮毂进给角度与其它相反。
轮毂内侧面被52.4土
1.0mm线分成两部分，两个主轴的假想线距旋转盘中心线距离为19.05土0.3mm<
X1.1.2砂轮轴承条件：
当砂轮通过一个快速驱动运动引起急速旋转时，泰伯磨损机砂轮轴承应该能够围绕水平轴线自由旋转而不粘滞。
X1.1.3真空抽吸力：
如用一个吸入计测量，吸入装置中的空气压力必须不
低于137毫巴（55英寸水柱）。
注X1.1：
真空抽吸力可能受到的收集袋条件影响，它必须被清空或定期更换。
任何连接处密封的泄漏也会影响抽吸力。
X1.1.4旋转台的位置：
泰伯磨损机的旋转臂枢转点中心道旋转平台的顶部的垂直距离应是约25毫米。
转台平台应基本上在一个平面上旋转，具体要求距
离中心位置为1.6mm处的公差为±0.051mm。
X1.1.5转盘速度：
转盘旋转的数度如6.1.2中所述。
X1.1.6载荷：
配件质量标志500克的重量应为25克，配件质量标记千克应衡量75克的。
变更摘要
D01委员会已经确定这个标准的位置，选择更改本标准自上次问题（D4060-
01）,该问题可能会影响本标准的使用。
本节还可以包括描述信息的变化或变化原因，或两者兼而有之。
（2007年6月1日批准）。
（1）更新SI单位为标准，而不是英寸-磅
（1.3）当引用的涂层厚度不使用MIL
（2）如（6.1.1-6.1.5）的描述展开装置。
（3）如（6.2.1）包括砂轮的三维信息。
（4）添加注释6，解释如何测试样本大于6.3毫米，但不超过40毫米。
（5）添加新的信息，第8条是有关仪器的校准。
（6）澄清的负载（9.1.2）。
（7）更新真空抽吸力（9.1.4）。
（8）注8，可选稍微弯曲试样进行测试。
（9）添加了注释9.
（10）添加附录X1。
（11）添加引用规范D3924到2.1。
（12）改变参考从注意7到9.1.5后。
（13）添加新精密声明部分14，新一轮循环数据从ILS#0124开始。
（14）增加了新的可重复性声明14.1.1，在新一轮循环的数据ILS＃0124。
（15）增加了新的可重复性声明14.1.1，
（16）更新的脚注4包括引用相关研究报告。
（17）添加更新表1指新循环赛数据从ILS#0124。
（18）增加了实践D7091，它取代撤回D1186和D1400标准，第2.1节及附注5。
ASTM国际组织不采取任何立场，尊重任何专利权的有效性，断言在本标准中提及的任何项目。
测定的有效性，任何这样的专利权，侵犯专利权的风险，完全是自己的责任，这个标准已被明确告知用户。
这个标准是由技术委员会负责随时进行修订，必须每五年检讨一次，如果不修改，或者重新批准或撤回。
邀请您的意见修订本标准或附加标准，并应当向ASTM国际总部。
您的意见将得到认真考虑，在技术委员会负责，您可以参加一个会议。
如果您觉得您的意见没有得到公正的审理，你应该让你的意见对标准的ASTM委员会，在如下图所示的地址。
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