项目6__测试塑料硬度

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项目课程塑料测试技术

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项目6 项目 测试塑料产品的硬度任务6-1: 任务 查阅文献， 查阅文献，制定塑料产品的硬度测 试方案

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1.任务告知： 1.任务告知： 任务告知拟实现的知识目标： 拟实现的知识目标： 知识目标塑料PVC板材性能与应用，塑料 性能与应用，塑料PVC板材的产品标准； 产品标准； 塑料 塑料硬度测试方法、测试原理及仪器。 塑料硬度测试方法、测试原理及仪器。

拟实现的能力目标了解不同用途塑料产品硬度的测试方法、仪器与结果表示； 了解不同用途塑料产品硬度的测试方法、仪器与结果表示； 硬度的测试方法 熟悉塑料产品标准。 熟悉塑料产品标准。

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2.任务的引入 2.任务的引入

PVC板材加工方法、应用是怎样的？ 加工方法、应用是怎样的？ PVC板材硬度测试方法、测试原理及仪器 硬度测试方法、测试原理及仪器? 测试PVC板材硬度的流程是怎样的？ 硬度的流程是怎样的？ 测试

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3.任务的实施 3.任务的实施 任务

查阅PVC板材硬度 板材硬度 查阅 标准，制定测试方 标准， 案

各组阅读任务单、 各组阅读任务单、弄懂任务的具体要求制定 完成任务的初步计划 各项目经理分配任务并带领小组成员完成资 料查阅任务， 料查阅任务，制定测试方案

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4.归纳总结 归纳总结各项目经理召集小组成员开会， 各项目经理召集小组成员开会，汇总形成 本组的相关资料 项目总经理检查各组汇报的资料

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项目6 项目 测试塑料产品的硬度任务6-2: 任务 测试PVC塑料板材的洛氏硬度 测试 塑料板材的洛氏硬度

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1.任务告知： 1.任务告知： 任务告知拟实现的知识目标： 拟实现的知识目标： 知识目标塑料硬度计的结构与原理； 塑料硬度计的结构与原理； 硬度计的操作规程塑料硬度知识； 硬度计的操作规程塑料硬度知识； 塑料洛氏硬度测试的标准方法

拟实现的能力目标能正确使用硬度计，选用合适的标尺、负荷和压头； 能正确使用硬度计，选用合适的标尺、负荷和压头； 能测试独立完成塑料硬度的测试， 能测试独立完成塑料硬度的测试，给出正确的测试报告 。

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2.任务的引入 2.任务的引入洛氏硬度计结构有何特点？它的工作原理是怎样的？ 洛氏硬度计结构有何特点？它的工作原理是怎样的？ 如何根据塑料产品特点选择的硬度测试方法？ 如何根据塑料产品特点选择的硬度测试方法？ 在操作洛氏硬度计时要注意什么？ 在操作洛氏硬度计时要注意什么？ 时要注意什么 如何制备塑料洛氏硬度测试试样并预处理？ 如何制备塑料洛氏硬度测试试样并预处理？ 如何进行塑料洛氏硬度性能测试? 如何进行塑料洛氏硬度性能测试 如何对测试

数据进行处理？ 如何对测试数据进行处理？ 影响洛氏硬度测试结果因素有哪些？ 影响洛氏硬度测试结果因素有哪些？

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3.任务的实施 3.任务的实施 任务指导老师讲解、示范； 指导老师讲解、示范； 学生分组操作。 学生分组操作。

测试PVC塑料板材的 塑料板材的 测试 洛氏硬度

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4.归纳总结 归纳总结各组汇报硬度测试情况 指导老师对各组的测试进行评价 指导老师讲解塑料硬度 指导老师讲解塑料硬度

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洛式硬度测试硬度： 硬度：表示材料抵抗其他较硬物体的压入能力， 是材料软硬程度的有条件性的定量反映。 硬度本身不是一个单纯而确定的物理量，而是由 材料的弹性、塑性、韧性等力学性能组成的综合 指标。 通过硬度测量可间接了解高分子材料的其他力学 性能，如磨耗、拉伸强度等。 对于纤维增强塑料，可用硬度估计热固性树脂基 体的固化程度，硬度测试简单、迅速，不损坏试 样，有的可在施工现场进行，所以硬度可作为质 量检验和工艺指标而获得广泛应用。

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硬度测定的方法l )材料耐顶压入能力的硬度：布氏硬度、维氏硬度、努普硬度、巴科尔硬度、邵氏硬度和球压痕硬度等。 2)材料抗划痕性的硬度试验：比尔鲍姆硬度和莫斯硬度等。 3)材料回弹性的硬度试验：洛氏硬度和邵氏硬度等。 从加载方式分为动载法和静载法硬度试验。 动载法：弹性回跳法和用冲击力把钢球压入试样的方法。 静载法：以一定形状的压头平稳而又逐渐加荷，将压头压入 试样，简称“压入法”。 如：布氏硬度、洛氏硬度和邵氏硬度的试验方法。 硬度大小与测试方法有关。如：硬度计类型、试样的形状以 及测试条件等。 不同方法的硬度值不可比较。

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一、塑料球压痕硬度试验1.试验原理 把规定直径的钢球在规定的试验负荷作用下， 垂直压入试样表面保持一定时间后，在负荷下 测定压痕深度，并求出压痕面积，以单位面积 上承受的力来表示硬度大小的试验。 测试方法参照标准 GB 3398 - 82 。 结果表示：球压痕硬度值按下式计算：

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2.试验设备硬度计结构：机架、压头、加荷装置、压痕深 度测量指示仪表等组成。 压头为直径 5mm的钢球， 淬火抛光，硬度 5mm 800Hv ; 硅码：初负荷为 9.8N ( 1kg ) 试验负荷： 49N ( 5kg )、 132N ( 13 .5kg )、 358N ( 36.5kg )、 961N ( 98.0kg ) 计时装置：指示试验负荷全部加入后读取压痕 深度的时间，计时量程不小于 60s。

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3 .试样试样尺寸：50mmx50mmx4mm 或φ50mmx4mm 。 每个测量点中心与试样边缘距离不小于 10mm , 各测量点中心之间的距离不小于10mm 。 厚度不应小于 4mm,均匀、表面光滑、平整、 无气泡、无机械损伤

及杂质等。

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4.操作① 测定各级负荷下的机架变形量 h2。 测定时卸下压头，升起工作台使其与主轴接触，加上初负荷， 调节深度指示仪表为零，再加上试验负荷，直接由压痕深度 指示仪表中读取相应负荷下的机架变形量。 ② 根据材料硬度选择适宜的试验负荷。 装上压头，并把试样放在工作台上，使测试表面与加荷方向 垂直接触，无冲击地加上初负荷之后，把深度指示仪表调到 零点。 ③ 在 2~3s 内将所选择的试验负荷平稳地施加到试样上， 保持负荷 30s ,读取压痕深度 h1。 ④要求压痕深度在 0.15 ~ 0 .35mm 的范围内，否则，应改 变试验负荷，使达到规定的深度范围。 ⑤ 数量不少于 2 块，测量点数不少于 10 个。

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6.影响因素(1)硬度计的偏差产生的影响 硬度值随着初负荷的增加而增加； 在保持初负荷不变的条件下，改变主负荷，结果发现 硬度值是随着试验负荷的增加而降低； 机架变形量对硬度值的影响。在同一试验负荷下，如 果机架变形量为 1 µm ,压痕深度越小，硬度的相对 误差越大，而在相同压痕深度时，试验负荷越小机架 变形的影响越大； 压痕深度测量装置对硬度值的影响，非常显著，是主 要的误差来源。

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( 2 )测试条件和测试操作的影响 测试条件和测试操作的影响试样厚度的影响，大多数试样材料的硬度值都随着试样厚 度的增加而降低，试样太薄时硬度值不够稳定，厚度大于 4mm 后的数据较为稳定。 读数时间的影响，大多数材料试样的硬度均随读数时间的 增加而下降。 测点距试样边缘距离的影响，试样在成型加工过程中，边 缘部分与中间部分受力、受热以及表面平整度等均不相同， 测点太靠近试样边缘，将导致硬度值侧试偏差，称为边缘 效应。 侧点间距离的影响，测点间的距离应有一定大小，否则会 造成结果的不准确。

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二、洛氏硬度

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