進行橡膠材料拉力測試時,規(guī)范的操作步驟需嚴格遵循國家標準(如 GB/T 528-2020《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》)或國際標準(如 ISO 37:2017)。以下是基于通用標準的詳細操作流程:
一、測試前準備
1. 設(shè)備與工具檢查
拉力測試機:
確認設(shè)備電源正常,力值、位移傳感器校準在有效期內(nèi)(校準周期通常為 1 年)。
檢查夾具狀態(tài):夾具表面清潔無油污,氣動夾具需測試氣密性,機械夾具需確保螺絲緊固。
輔助工具:
精度≥0.01mm 的 游標卡尺(測量試樣尺寸);
啞鈴型裁刀(符合標準尺寸,如 GB/T 528 規(guī)定的 1 型或 2 型試樣);
秒表(驗證拉伸速度)、直角尺(校準夾具對中)。
2. 試樣制備
裁樣要求:
從硫化膠片或制品上裁取 啞鈴型試樣,裁刀需鋒利,避免試樣邊緣產(chǎn)生毛邊或損傷(毛邊可能導(dǎo)致應(yīng)力集中提前斷裂)。
試樣應(yīng)避開制品邊緣和應(yīng)力集中區(qū)域(如輪胎胎面需沿圓周方向裁樣)。
尺寸測量:
在試樣平行部分測量 3 處寬度和厚度(標距內(nèi)均勻分布),取平均值作為計算依據(jù)。
1 型試樣(常用)尺寸:平行部分寬度 6.0±0.4mm,厚度 2.0±0.2mm,標距 50mm。
3. 試樣預(yù)處理
將試樣置于 標準環(huán)境(溫度 23±2℃,濕度 50±5% RH) 中調(diào)節(jié)至少 16 小時(避免環(huán)境溫濕度影響橡膠性能,如吸濕或熱脹冷縮)。
若測試需在非標準溫度(如高溫或低溫)下進行,需將試樣放入環(huán)境箱中恒溫至少 30 分鐘,確保內(nèi)外溫度均勻。
二、測試參數(shù)設(shè)置
1. 軟件參數(shù)輸入
選擇測試標準(如 GB/T 528),輸入試樣類型(1 型、2 型等)。
準確錄入試樣實測尺寸:寬度(b,mm)、厚度(d,mm)、標距(L?,mm)。
設(shè)置 拉伸速度:
通用速度為 500±50mm/min(適用于天然橡膠等軟質(zhì)橡膠);
硬質(zhì)橡膠(如邵爾 A 硬度>85)可采用 50±5mm/min。
2. 夾具校準與對中
將上下夾具安裝至設(shè)備上,用 直角尺 或 激光對中儀 檢查夾具軸線是否重合(偏差≤0.5mm),避免偏心拉伸導(dǎo)致測試結(jié)果偏差。
手動移動夾具,確認傳動系統(tǒng)運行平穩(wěn),無卡頓或異響。
三、試樣安裝與測試執(zhí)行
1. 試樣夾持
用鑷子將試樣垂直放入上下夾具中心,確保試樣平行部分夾持在夾具內(nèi)(夾持長度約 10~15mm)。
對于易打滑的試樣(如光滑膠片),可在夾具表面粘貼 砂紙 或使用 氣動夾具(設(shè)定夾持壓力 0.3~0.5MPa),避免拉伸時試樣滑移。
輕輕預(yù)拉伸試樣(約 1~2mm),確保試樣對稱受力,觀察兩側(cè)標線是否同步移動(若偏移需重新夾持)。
2. 零點校準與開始測試
點擊軟件 “清零” 按鈕,消除夾具自重和試樣預(yù)拉伸對力值的影響(空載力值應(yīng)≤±0.5% FS)。
啟動測試,設(shè)備按設(shè)定速度拉伸試樣,同時記錄 力值 - 位移曲線 和 標距內(nèi)伸長量。
3. 斷裂判定與數(shù)據(jù)采集
當試樣斷裂或力值下降至最大值的 20% 以下 時,設(shè)備自動停止測試(或手動終止)。
若試樣在 標距外斷裂(如夾具附近),該數(shù)據(jù)無效,需重新測試。
記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù):
最大力(F?,N):用于計算拉伸強度(TS = F? / (b×d));
斷裂時標距伸長量(ΔL):用于計算斷裂伸長率(EB = ΔL / L? × 100%);
定伸應(yīng)力(如 100%、300% 定伸應(yīng)力):力值達到對應(yīng)伸長率時的應(yīng)力值。
四、數(shù)據(jù)處理與記錄
1. 結(jié)果計算
拉伸強度(TS):單位為 MPa,保留三位有效數(shù)字。
斷裂伸長率(EB):單位為 %,保留整數(shù)。
定伸應(yīng)力:單位為 MPa,保留兩位小數(shù)(如 100% 定伸應(yīng)力記為 2.35MPa)。
2. 重復(fù)性要求
同一批次試樣需測試 3 個以上有效樣本,計算平均值和變異系數(shù)(CV):
拉伸強度和定伸應(yīng)力的 CV 值應(yīng)≤5%;
斷裂伸長率的 CV 值可放寬至≤8%(橡膠材料離散性較大)。
3. 原始記錄填寫
記錄測試日期、設(shè)備編號、試樣編號、尺寸、環(huán)境條件、測試參數(shù)及原始數(shù)據(jù)(包括力 - 位移曲線截圖)。
若數(shù)據(jù)異常(如 CV 值超標),需標注并分析原因(如試樣制備缺陷、設(shè)備波動等)。
五、設(shè)備維護與清理
1. 測試后操作
關(guān)閉設(shè)備電源,清理夾具表面殘留的試樣碎屑,若使用氣動夾具需排空氣管內(nèi)積水。
長期不用時,在傳動絲杠和導(dǎo)軌上涂抹潤滑油,防止銹蝕。
2. 異常情況處理
若測試中出現(xiàn)設(shè)備異響、力值波動劇烈或軟件報錯,需立即停機檢查,排除故障后重新校準設(shè)備。
發(fā)現(xiàn)試樣斷裂模式異常(如脆性斷裂而非延性斷裂),需檢查試樣硫化工藝或測試速度是否正確。
六、注意事項
1. 安全操作:測試過程中禁止觸碰運動部件,高溫環(huán)境測試時需佩戴防護手套。
2. 標準合規(guī)性:不同橡膠類型(如硫化橡膠、熱塑性橡膠)可能需采用不同試樣類型和測試條件,需嚴格按標準執(zhí)行(如 GB/T 528 適用于硫化橡膠,GB/T 1040.3 適用于熱塑性塑料)。
3. 環(huán)境控制:若測試環(huán)境溫濕度無法滿足標準要求,需在報告中注明實際環(huán)境條件,避免結(jié)果不可比。
總結(jié)
規(guī)范的操作流程是確保橡膠拉力測試結(jié)果準確性的核心,需從試樣制備的一致性、設(shè)備對中的精確性、參數(shù)設(shè)置的合規(guī)性、數(shù)據(jù)記錄的完整性四個維度嚴格把控。通過標準化操作和定期質(zhì)量控制(如校準、人員培訓(xùn)),可有效提升測試結(jié)果的可靠性和可比性。
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