Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Prüfmethode ASTM D2794 zur Bestimmung der Beständigkeit organischer Beschichtungen gegen schnelle Schlagverformung beschreibt ein Verfahren zur schnellen Verformung eines Beschichtungsfilms und des Substrats durch Schlagbeanspruchung und zur Bewertung der Auswirkungen dieser Verformung. Aufgrund der geringen Wiederholbarkeit sollte diese Prüfmethode bei Verwendung numerischer Werte auf Prüfungen in einem einzigen Labor beschränkt werden. Die Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Laboren lässt sich verbessern, wenn anstelle numerischer Werte eine Testreihenfolge verwendet wird.
Beschichtungen auf Oberflächen sind während der Produktherstellung und -nutzung schädlichen Einwirkungen ausgesetzt. Dieses seit vielen Jahren angewandte Verfahren zur Prüfung der Schlagfestigkeit hat sich als nützlich erwiesen, um die Beständigkeit organischer Beschichtungen gegenüber durch Stöße verursachten Rissen vorherzusagen.
Das in ASTM D2794 beschriebene Verfahren ist insbesondere für Farben, Lacke, Firnisse und andere organische Beschichtungen auf Metalloberflächen relevant. Es dient zur Bestimmung, ob eine Beschichtung plötzlichen mechanischen Einwirkungen ohne Rissbildung oder andere sichtbare Schäden standhält.
Die Norm ASTM D2794 beschreibt ein kontrolliertes Laborverfahren, bei dem eine beschichtete Prüfplatte und ihr Substrat durch einen Aufprall schnell verformt werden. Anschließend wird der resultierende Beschichtungsschaden bewertet.
Das Grundprinzip ist einfach: Eine beschichtete Metallplatte wird einem kontrollierten Aufprall ausgesetzt, und die Beschichtung wird auf Risse oder andere Schäden untersucht. Dieses Verfahren dient der Beurteilung der Auswirkungen einer schnellen Verformung des Beschichtungsfilms und des Substrats infolge eines Aufpralls. Bei organischen Beschichtungen wird der Test üblicherweise als Fallgewichtsversuch oder Schlagfestigkeitsprüfung bezeichnet.
Der Hauptzweck der Norm ASTM D2794 besteht darin, die Rissbeständigkeit organischer Beschichtungen bei plötzlicher Stoßbelastung des beschichteten Substrats zu bewerten. Beschichtete Bauteile können während der Fertigung, Montage, des Transports, der Installation und der Wartung Stößen ausgesetzt sein. Eine Beschichtung, die unter normalen Bedingungen zufriedenstellend erscheint, kann reißen, wenn das darunterliegende Metall plötzlich verformt wird.
Diese Methode wird seit vielen Jahren verwendet, um die Fähigkeit organischer Beschichtungen zur Beständigkeit gegen Rissbildung durch Stöße vorherzusagen.
Das Testverfahren verwendet im Prinzip eine beschichtete Metallplatte, einen Stempel und ein zylindrisches Gewicht, das durch ein vertikales Führungsrohr fallen gelassen wird. Der Testablauf umfasst im Allgemeinen folgende Schritte:
Die Prüfvorrichtung besteht aus einem vertikalen Rohr, das ein zylindrisches Gewicht auf einen Stempel richtet, der auf einer Prüfplatte ruht.
Die Norm ASTM D2794 definiert die Schlagfestigkeit einer Beschichtung anhand der Schlagenergie, die erforderlich ist, um Risse in der verformten Beschichtung zu verursachen. Eine höhere Schlagfestigkeit bedeutet im Allgemeinen, dass die Beschichtung einer größeren plötzlichen Verformung standhält, bevor sie reißt. Daher eignet sich der Test zum Vergleich folgender Eigenschaften:
Schlagprüfungen können je nach Positionierung der beschichteten Platte unterschiedliche Verformungsarten hervorrufen. Bei einem Einwärtsschlag verformt sich die beschichtete Oberfläche durch den Aufprall nach innen. Extrusion hingegen beschreibt eine Verformung in die entgegengesetzte Richtung. Der Zustand der Beschichtung nach der Verformung wird auf Risse, Abplatzungen oder andere Schadensformen untersucht. Diese Unterscheidung ist wichtig, da sich eine Beschichtung unterschiedlich verhalten kann, je nachdem, ob sie auf der schlagbelasteten oder der gegenüberliegenden Seite der Platte angebracht ist.
Die wichtigste Prüfausrüstung umfasst eine Schlagprüfmaschine, die aus folgenden Komponenten besteht:
Ein Führungsrohr von etwa 0,6 bis 1,2 m Länge steuert die Flugbahn des fallenden Gewichts, während der Stempel den Aufprall auf einen bestimmten Bereich der beschichteten Platte überträgt.
Die Norm ASTM D2794 wird üblicherweise durch organische Beschichtungen auf geeigneten dünnen Metallplatten umgesetzt. Die Norm ASTM D609 gilt für die Vorbereitung von kaltgewalzten Stahlplatten, und die Norm ASTM D823 dient der Herstellung von Filmen mit gleichmäßiger Dicke.
Eine ordnungsgemäße Probenvorbereitung ist wichtig, da mehrere Faktoren die Schlagleistung erheblich beeinflussen können:
Nach dem Aufprall wird die verformte Beschichtung auf Anzeichen von Schäden untersucht. Typische Schadensmerkmale können sein:
Mit diesem Test lässt sich die Aufprallenergie bestimmen, bei der Risse auftraten. Der resultierende Wert steht in Zusammenhang mit der Aufprallenergie.
Schlagfestigkeit ist wichtig, da Beschichtungen unter allmählicher Belastung nicht immer verschleißen. Ein plötzlicher Aufprall kann zu einer extrem schnellen Verformung des Substrats und zu starken lokalen Spannungen in der Beschichtung führen. Eine unzureichende Schlagfestigkeit kann folgende Folgen haben:
Die Norm ASTM D2794 bietet ein standardisiertes Verfahren zur Untersuchung dieser Arten von Beschichtungsfehlern. Diese Norm ist auf viele Arten von beschichteten Metallprodukten anwendbar, darunter:
Bei Anwendungen im Automobilbereich ist die Stoßfestigkeit besonders wichtig für lackierte Metallteile, die Stößen beim Handling, Montagebelastungen, Steinschlägen oder lokaler Verformung ausgesetzt sein können.
In der Automobilfertigung müssen Beschichtungssysteme während der gesamten Produktions- und Fahrzeuglebensdauer verschiedenen mechanischen Belastungen standhalten. Beispielsweise kann ein lackiertes Metallteil in folgenden Phasen Stößen ausgesetzt sein: Fertigung, Montage, Transport und Fahrzeugnutzung. Reißt die Beschichtung nach einem Stoß, wird die freiliegende Oberfläche anfälliger für Korrosion und Umwelteinflüsse.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm ASTM D2794 wertvoll ist für die Entwicklung von Beschichtungen, die Qualitätskontrolle, den Materialvergleich und die Leistungsbewertung.
Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ASTM D2794 an.
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