Der maßgebliche Leitfaden zu ASTM D624 Reißfestigkeit von Gummi und Elastomeren

Testverfahren für die Reißfestigkeit von vulkanisiertem Gummi und thermoplastischen Elastomeren

Verfasser Kayla Thackeray

ASTM D624 ist ein Standardtestverfahren für die Weiterreißfestigkeit von vulkanisiertem Gummi und thermoplastischen Elastomeren. Aufgrund der verwendeten Probenformen wird diese Prüfung manchmal auch Hosen-, Winkel- oder C-Test genannt. Mit dieser Anleitung sollen Sie in die grundlegenden Elemente eines ASTM D624 Biegeprüfverfahrens eingeführt werden und eine Übersicht über erforderliche Prüfgeräte, Software und Proben erhalten. Beim Planen von Prüfverfahren nach ASTM D624 darf jedoch diese Anleitung nicht als gleichwertiger Ersatz für das Lesen der vollständigen Norm betrachtet werden.

ASTM D624

Ist ASTM D624 die richtige Norm für Sie?

ASTM D624 liefert ähnliche Ergebnisse wie ISO 34, ein weiteres Standardprüfverfahren, mit dem die Reißfestigkeit von elastomerischen Werkstoffen gemessen wird. Obwohl die ASTM- und ISO-Organisationen derzeit an einer Verringerung der Unterschiede zwischen diesen beiden Normen arbeiten, können die Ergebnisse noch nicht als vergleichbar betrachtet werden und es muss darauf geachtet werden, dass die jeweils korrekte Norm für eine spezifische Anwendung angewendet wird. Der Zweck von ASTM D624 ist nur die Messung der Reißfestigkeit: für die Bestimmung der Zugfestigkeitseigenschaften von Elastomeren siehe ASTM D412.

Prüfsystem

Aufgrund des kurzen Traversenwegs kann das Prüfen gemäß ASTM D624 mit einem Tischmodell- (Zweisäulen-) oder Einsäulen-Universalprüfsystem durchgeführt werden. Labore, die ASTM D624 durchführen, führen gewöhnlich auch Zugfestigkeitsprüfungen gemäß ASTM D412 aus und verwenden der Einfachheit halber das gleiche Prüfsystem für beide Testtypen. Da die maximale Kraft während der Elastomer-Reißfestigkeitsprüfung bedeutend niedriger ist als die maximale Kraft, die bei der Elastomer-Zugfestigkeitsprüfung angewendet wird, können Wägezellen unterschiedlicher Kapazitäten verwendet werden. Eine Wägezelle der Serie 2580 ist jedoch aufgrund ihres außergewöhnlichen Kraftbereichs und ihrer Genauigkeit für beide Prüfungsarten für die meisten Anwendungen geeignet. Die Wägezellen der Serie 2580 sind ausgelegt für Prüfsysteme Serie 6800.

Software ist ein bedeutendes Element jedes Prüfsystems und kann das Prüfverfahren stark vereinfachen. Bluehill Universal wird mit den am häufigsten verwendeten ASTM- und ISO-Normen geliefert, einschließlich ASTM D624, ASTM D412 und ISO 34.

Bluehill-Universal-Testmethode ASTM D624

Spannsysteme

Die besten Spannzeugtypen für ASTM D624 sind Spannzeuge mit konstantem Druck wie seitlich wirkende, pneumatische oder selbstspannende Spannzeuge mit Rolle. Beide Spannzeugtypen verhindern Rutschen während der Prüfung und ermöglichen eine schnelle Probeneinführung. Für manche Materialien können grundlegende Schraubspannzeuge verwendet werden. Ein wichtiges Element des Prüfens nach ASTM D624 ist die vertikale Ausrichtung und die gleiche Position der Proben für jede Prüfung. Da Reißfestigkeitsprüfungen bekannterweise Variationen in Ergebnissen erzielen, ist es wichtig, so viele Optionen wie möglich zu eliminieren. Seitlich wirkende pneumatische Spannzeuge haben einen Vorteil gegenüber anderen Spannzeugen, indem sie helfen, die Probe auszurichten. Es ist auch wichtig, die Spannzeuge mit Spannflächen auszustatten, die eine visuelle Ausrichtung vereinfachen: Die Spannflächen sollten die gleiche Breite wie die Probe haben.

Für eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Probe wird die ursprüngliche Position der Traverse so eingestellt, dass die Ober- und Unterkante der Probe mit der Oberkante der der Spannfläche auf der oberen Spannbacke und der Unterkante der unteren Spannbacke ausgerichtet ist. Damit wird sichergestellt, dass die Probenmitte mit der Mitte des Spannbackenabstands ausgerichtet ist.

2712-041
1-kN-Modell | 2712-041
2713-002
5-kN-Modell | 2713-002

Proben

Bei der Prüfung nach dieser Norm wird die Probe zunächst eingekerbt oder geschnitten, und es wird ein Riss durch diesen Bereich der Beschädigung fortgesetzt, an dem sich die Spannung konzentriert. ASTM D624 enthält zwei unterschiedliche Definitionen für Reißfestigkeit, basierend auf der geprüften Probenart

Es gibt 5 akzeptable Probenarten. Sie werden in dieser Norm beschrieben. Typen A, B, C, T und CP. Beim Prüfen von Typen A, B oder C wird die Reißfestigkeit als die maximale Kraft geteilt durch die Dicke der Probe definiert. Beim Prüfen von Proben der Typen T oder CP ist die Reißfestigkeit die durchschnittliche oder mittlere Kraft des Teils der Kurve, die während des Reißens der Probe generiert wird, geteilt durch die Dicke der Probe. Es werden entweder der Durchschnitt oder das Mittel verwendet, je nach der Art der Belastungs-/Dehnungskurve, die vom geprüften Material generiert wird.

Die Zerreißprüfung von Elastomeren ist besonders wichtig, da die meisten Elastomere, die in ihrer zugedachten Anwendung versagen, dies aufgrund der Einführung und Erweiterung eines Risses tun. Die fünf verschiedenen Probenarten in ASTM D624 bieten eine Auswahl von verschiedenen Optionen für Form und Belastungskonzentrationen, die zum Entstehen eines Risses in einer realen Anwendung führen könnte. Die Ergebnisse dieses Tests sind nicht dazu gedacht, die Reißfestigkeit eines Materials im Betrieb zu quantifizieren, sondern einfach, um zu verstehen, wie sich das Material unter den festgelegten Testbedingungen verhält.

Proben A, B, C und T sollten auch alle gemäß den Abmessungen in der Spezifikation mit einer Stanzform vorbereitet werden. Proben Typ CP sollten geformt sein. Für Typen A und B ist auch eine Kerbvorrichtung oder eine Stanzform für den kleinen Einschnitt zu verwenden.

Da die Ergebnisse dieser Prüfung stark von der Probendicke abhängen, müssen Sie unbedingt die Probe präzise mit einem Mikrometer gemäß ASTM D3767 messen. ASTM D3767 gibt die Toleranz- und Genauigkeitsanforderungen des Probenmessgeräts zusammen mit der Geometrie der Kontaktfläche und der Kraft vor, die während der Prüfung auf die Probe ausgeübt wird. Die Genauigkeit des Probenmessgeräts wird oft ignoriert und kann einen bedeutenden Einfluss auf die Prüfergebnisse haben. Für einen nahtlosen Arbeitsablauf entscheiden Sie sich für ein automatisches Probenmessgerät, das die erforderlichen Abmessungen automatisch in die Prüfsoftware eingibt.

Klimakammer

Nach ASTM D624 geprüfte Elastomere sind oft für künftige Verwendung in Nicht-Umgebungsbedingungen vorgesehen. Da Umgebungsbedingungen einen starken Einfluss auf die Reißfestigkeit von Elastomeren haben, muss darauf geachtet werden, dass die Prüfbedingungen den Bedingungen der vorgesehenen Endanwendungen entsprechen. Geschwindigkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit bei der Prüfung sowie die Probenabmessungen und Bedingungen vor der Prüfung haben alle nennenswerte Auswirkungen auf die Prüfergebnisse und müssen kontrolliert werden, damit die Prüfung nutzbare Daten erbringen kann. Um sicherzustellen, dass diese Elemente die Endanwendungen des Materials simulieren, wird ASTM D624 oft in einer Klimakammer durchgeführt, in der Heizung oder Kühlung (LN2 oder CO2) verwendet werden kann.

Die Klimakammern der Serie 600 lassen das Bedienpersonal die Temperatur in der Kammer für die Dauer der Prüfung überwachen. Darüber hinaus kann die Einweichzeit und -temperatur in Bluehill Universal eingerichtet werden, um sicherzustellen, dass alle Proben ordnungsgemäß vor Beginn der Prüfung konditioniert werden.

Durchsatz

Für Labore, die ihren Durchsatz erhöhen möchten, können verschiedene Änderungen am Systemaufbau vorgenommen werden. Die Prüfeffizienz kann mit automatischen Probenmessgeräten und Probenausrichtungsgeräten erhöht werden, da die manuellen Eingaben seitens des Bedieners verringert werden. Obwohl die Prüfzeit für ASTM D624 im Allgemeinen kurz ist, können Labore, die auch nach ASTM D412 prüfen, die Anzahl an geprüften Proben pro Tag erhöhen wollen. In diesem Fall können Mehrstationen-Prüfrahmen den besten Durchsatz liefern, da der Bediener bis zu fünf Prüfungen gleichzeitig durchführen kann. Vollautomatische Prüfsysteme sind auch verfügbar und integrieren Probenabmessungen, Probenladen, Prüfen und Probenentnahme. Diese Systeme können stundenlang ohne Bedienereingriff laufen. Zusätzlich tragen dieses Systeme dazu bei, Variabilität aufgrund von menschlichen Fehlern zu verringern.

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