進行橡膠材料拉力測試時,規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 拉伸應力應變性能的測定》)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. 設備與工具檢查
拉力測試機:
確認設備電源正常,力值、位移傳感器校準在有效期內(校準周期通常為 1 年)。
檢查夾具狀態: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,避免試樣邊緣產生毛邊或損傷(毛邊可能導致應力集中提前斷裂)。
試樣應避開制品邊緣和應力集中區域(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(標距內均勻分布),取平均值作為計算依據。
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. 試樣預處理
將試樣置于 標準環境(溫度 23±2℃,濕度 50±5% RH) 中調節至少 16 小時(避免環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,需將試樣放入環境箱中恒溫至少 30 分鐘,確保內外溫度均勻。
二、測試參數設置
1. 軟件參數輸入
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)。
設置 拉伸速度:
通用速度為 500±50mm/min(適用于天然橡膠等軟質橡膠);
硬質橡膠(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),避免偏心拉伸導致測試結果偏差。
手動移動夾具,確認傳動系統運行平穩,無卡頓或異響。
三、試樣安裝與測試執行
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(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(設定夾持壓力 0.3~0.5MPa),避免拉伸時試樣滑移。
輕輕預拉伸試樣(約 1~2mm),確保試樣對稱受力,觀察兩側標線是否同步移動(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拉伸對力值的影響(空載力值應≤±0.5% FS)。
啟動測試,設備按設定速度拉伸試樣,同時記錄 力值 - 位移曲線 和 標距內伸長量。
3. 斷裂判定與數據采集
當試樣斷裂或力值下降至最大值的 20% 以下 時,設備自動停止測試(或手動終止)。
若試樣在 標距外斷裂(如夾具附近),該數據無效,需重新測試。
記錄關鍵數據:
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%);
定伸應力(如 100%、300% 定伸應力):力值達到對應伸長率時的應力值。
四、數據處理與記錄
1. 結果計算
拉伸強度(TS):單位為 MPa,保留三位有效數字。
斷裂伸長率(EB):單位為 %,保留整數。
定伸應力:單位為 MPa,保留兩位小數(如 100% 定伸應力記為 2.35MPa)。
2. 重復性要求
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(CV):
拉伸強度和定伸應力的 CV 值應≤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、設備編號、試樣編號、尺寸、環境條件、測試參數及原始數據(包括力 - 位移曲線截圖)。
若數據異常(如 CV 值超標),需標注并分析原因(如試樣制備缺陷、設備波動等)。
五、設備維護與清理
1. 測試后操作
關閉設備電源,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積水。
長期不用時,在傳動絲杠和導軌上涂抹潤滑油,防止銹蝕。
2. 異常情況處理
若測試中出現設備異響、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備。
發現試樣斷裂模式異常(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,高溫環境測試時需佩戴防護手套。
2. 標準合規性: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. 環境控制:若測試環境溫濕度無法滿足標準要求,需在報告中注明實際環境條件,避免結果不可比。
總結
規范的操作流程是確保橡膠拉力測試結果準確性的核心,需從試樣制備的一致性、設備對中的精確性、參數設置的合規性、數據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量控制(如校準、人員培訓),可有效提升測試結果的可靠性和可比性。
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