傳輸帶覆蓋膠耐磨性能試驗的可變性
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樣品制備
細心的樣品制備方法對于在磨損試驗中達到持續(xù)一致的結(jié)果十分巨大。存在許多最佳制備做法，如果執(zhí)行正確，能夠降低導(dǎo)入試驗階段的變化量。
● 樣品按鈕尺寸/表面面積 – DIN ISO 4649:2006規(guī)定，使用固定在1,000轉(zhuǎn)/分最小鉆床上的旋轉(zhuǎn)模具從最小厚度為6毫米的固化橡膠塊上切割樣品按鈕，意思就是樣品按鈕的直徑應(yīng)為16毫米±0.2毫米。該參數(shù)特別重要。樣品按鈕的直徑變化會引起最終試驗結(jié)果產(chǎn)生變化，因為表面面積數(shù)量不同，因此樣品之間的接觸力不同。
例如，按鈕A的直徑為16毫米，表面面積為201平方毫米，但是，按鈕B的直徑為14毫米，表面面積為153平方毫米。對于每個按鈕，在樣品頭上施加指定的10牛重量，將分別產(chǎn)生49,750帕和65,360帕的接觸力。
人們可以從上述示例得出結(jié)論，按鈕B與砂紙的接觸力更高，應(yīng)導(dǎo)致體積損失更高，這就存在關(guān)于樣品制備的重要暗示，因為樣品按鈕偶爾會呈錐形，一端的直徑與另一端相比微微不同。在實驗室中試驗了該理論，圖4顯示了為何樣品按鈕的更大直徑端應(yīng)總是接觸砂紙。與更小直徑側(cè)接觸砂紙試驗相比，將更大直徑側(cè)靠在砂紙上面試驗樣品按鈕時，觀察到出現(xiàn)23立方毫米的體積損失差異。這些結(jié)果支持了上面提供的示例以及DIN ISO 4649:2006標準。
● 固化后停留時間 - 在固化將要試驗的橡膠樣品之后，應(yīng)允許其停留一定時間，因此可能完成任何殘余固化，板材可以與環(huán)境條件平衡。在作者的質(zhì)量控制實驗室中已經(jīng)頻繁觀察到，在試驗之前沒有停留一夜的樣品板，一般產(chǎn)生的結(jié)果在體積損失方面要高15-20個點。DIN ISO 4649:2006標準規(guī)定硫化和試驗之間的停留時間是16小時。
● 固化參數(shù)（時間、壓力和溫度）- 固化參數(shù)依賴于覆蓋膠，但是，確立之后，應(yīng)將這些參數(shù)持續(xù)一致用于有興趣的覆蓋膠。通常發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果異常的原因是固化時間不正確、模具壓力不充分或者壓機溫度控制故障。這三個參數(shù)中任何一個參數(shù)的規(guī)格變化都會提供誤導(dǎo)性數(shù)據(jù)，取決于特定偏差而定，會產(chǎn)生耐磨性能提高或降低的錯誤認識。需要開展正式研究，以量化這些參數(shù)對磨損結(jié)果微分變化的精確影響，但是，如果突然出現(xiàn)結(jié)果有疑問且已經(jīng)從根本原因中排除儀器完整性的問題，則建議操作人員確認正在試驗覆蓋膠的這些參數(shù)。
● 樣品按鈕溫度 – 正如模制樣品板以后要求保留停留時間以消除試驗結(jié)果的潛在不一致性一樣，試驗之前實際樣品按鈕的溫度也會對最終結(jié)果產(chǎn)生影響。從固化板上切下樣品按鈕時，由于摩擦起熱原因，切割刀模具溫度增加，這種熱能被傳導(dǎo)入橡膠樣品按鈕之中。
如果連續(xù)制備多個樣品按鈕，則這種熱量通常會極高，取決于首先或最后切割哪個按鈕而定，不同按鈕之間也微微不同。DIN ISO 4649:2006建議操作人員使用切割油或濕化劑幫助補救這一問題?；蛘?，在切割之后也讓按鈕冷卻到室溫，以提高一致性。
圖5顯示了按鈕溫度對磨損結(jié)果的影響。從標準參考覆蓋膠上切割按鈕，將一些按鈕置于30°F的冷凍裝置內(nèi)，將其它按鈕置于150°F烘箱內(nèi)。一小時結(jié)束時，試驗按鈕并確定最終平均質(zhì)量損失。試驗發(fā)現(xiàn)溫暖和冷卻按鈕之間平均存在大約20毫克的質(zhì)量損失差異，更冷按鈕的質(zhì)量損失增加。（說明：在評審發(fā)現(xiàn)試驗覆蓋膠的三個樣品按鈕之間存在30點范圍的實驗室技術(shù)人員的試驗結(jié)果之后，作者建議他們切割三個新按鈕并讓其在試驗之前停留大約10至15分鐘，以讓其與室溫平衡。新結(jié)果的范圍是六，三個樣品按鈕中兩個按鈕的數(shù)值相同。）
● 樣品突出深度 – 試驗頭中暴露樣品按鈕的突出部分在最終結(jié)果的一致性方面扮演著重要作用。DIN ISO 4649:2006規(guī)定的暴露深度為2.0毫米±0.2毫米。圖6顯示了允許這一深度變化時對最終結(jié)果的潛在影響。將樣品突出深度從2毫米更改到4毫米，則體積損失增加了50立方毫米。如果沒有制定將試驗頭中的每個樣品按鈕設(shè)置到確切和持續(xù)一致深度的受控方法，則未意識到的操作人員容易在試驗結(jié)果中造成變化。為了補救這一問題，新磨損試驗設(shè)備一般配有一個深度定位器，上面帶有一個2毫米的精確凹入切口，用于在試驗之前設(shè)置樣品深度。
● 鎖緊螺母轉(zhuǎn)數(shù) – 將鎖緊螺母持續(xù)一致地擰緊在樣品固定器上是一個變量，會對最終試驗結(jié)果產(chǎn)生巨大變化，因為存在泊松比。
一般來說，在擠壓橡膠樣品并橫向施加力量時，它與施加力垂直方向或者軸向的位移相應(yīng)，參見圖7，因此造成接觸砂紙的按鈕區(qū)域在擰緊到樣品固定器時微微凸出。這種軸向分裂的程度依據(jù)在樣品固定器上實施的擰緊程度變化，同時也與覆蓋膠相關(guān)。
● 試驗之間刷除碎屑 – 樣品運行之間的清潔習慣不一致，不僅會影響結(jié)果的一致性，而且也會人為降低最終數(shù)值，產(chǎn)生相關(guān)覆蓋膠的耐磨性能優(yōu)于實際性能的感覺。如果操作人員試驗一個樣品按鈕，但在運行下一個樣品按鈕之前沒有從砂紙上刷除研磨的橡膠碎屑，則與第一個按鈕相比，第二個按鈕產(chǎn)生的體積損失會更小，因為砂粒粘附橡膠碎屑、研磨性能變差，因此會增加數(shù)據(jù)分散程度以及造成平均結(jié)果不均衡。
為了顯示樣品之間刷除碎屑的重要性，在刷除和非刷除條件下在實驗室中試驗了一種耐磨性能卓越的覆蓋膠。選擇了一種耐體積損失性能卓越的覆蓋膠，以表明即使是產(chǎn)生最低數(shù)量橡膠碎屑的覆蓋膠，仍然存在與未刷除砂紙情況下相關(guān)的變化。結(jié)果參見圖9。觀察到刷除試驗樣品與未刷除試驗樣品之間存在8立方毫米的體積損失差異。這種情況看上去似乎不重要，但是，考慮到相關(guān)覆蓋膠的極低絕對體積損失，八點差異對應(yīng)本示例中未刷除砂紙試驗樣品的體積損失降低40%。
結(jié)論
本文的主題對于一些人來說可能是初級材料，但是，討論的問題以及試驗結(jié)果的變化源頭對于業(yè)界的許多操作人員卻是一種令人煩惱的問題。與橡膠產(chǎn)品的其它更復(fù)雜的物理特性試驗相比，雖然磨損試驗在復(fù)雜性方面十分簡單，但是，只要數(shù)據(jù)的最終用戶將產(chǎn)品性能和使用壽命視為“優(yōu)良”磨損試驗數(shù)值的函數(shù)，則將繼續(xù)使用這種試驗，因此，涉及此類試驗的人員花費時間了解上面的突出變化源頭以及這些因素對結(jié)果一致性的影響十分重要。如果全面了解這些原因和效應(yīng)的關(guān)系，操作人員將能夠在其試驗中采取更佳的做法并最終提高一致性。提高一致性時，將形成更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，共享和比較更可靠，因而關(guān)于橡膠質(zhì)量或制造問題的故障排除和決策對于相關(guān)人員來說是一種更為輕松的任務(wù)。(end)
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