Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) herausgegebene Norm ASTM D522 Standard Test Methods for Mandrel Bending of Bonded Organic Coatings beschreibt Prüfmethoden zur Bestimmung der Rissbeständigkeit (Flexibilität) von organischen Beschichtungen, die auf Oberflächen aus Blech oder Gummi aufgebracht sind.
Auf Substraten haftende Beschichtungen dehnen sich, wenn sie während der Herstellung oder im Gebrauch durch übermäßige Handhabung gebogen werden. Diese Prüfmethoden haben sich als nützlich erwiesen, um die Rissbeständigkeit von haftenden Beschichtungen bei Dehnung zu bewerten und die Flexibilität von Beschichtungen auf flexiblen Substraten zu beurteilen.
Die zu prüfenden Beschichtungsmaterialien werden in gleichmäßiger Schichtdicke auf Platten aus Blech oder gummiartigen Materialien aufgetragen. Nach dem Trocknen bzw. Aushärten werden die beschichteten Platten über einen Dorn gebogen und die Rissbeständigkeit der Beschichtung ermittelt. Bei Prüfmethode A werden die beschichteten Platten über einen konischen Dorn gebogen. Bei Prüfmethode B werden die beschichteten Platten über zylindrische Dorne mit unterschiedlichen Durchmessern gebogen.
Soll die prozentuale Dehnung des Beschichtungsmaterials ermittelt werden, sollte das Substrat aus 0,8 mm dickem kaltgewalztem Stahlband bestehen. Soll die Rissbeständigkeit des beschichteten Materials bewertet werden, kann das Substrat aus beliebigem Blech oder gummiartigem Material (z. B. Stahl, Aluminium, Weißblech oder synthetischem Gummi) bestehen. Bleche dürfen weniger als 0,8 mm dick sein, gummiartige Materialien bis zu 13 mm.
Die empfohlene Plattengröße beträgt 100 mm Breite und 150 mm Länge. Die maximale Größe eines konischen Dorns beträgt 115 mm Breite und 190 mm Länge. Die Oberflächenvorbereitung des Substrats muss zwischen Käufer und Verkäufer vereinbart werden. Vor dem Auftragen der Beschichtung werden die Kanten der Metallplatten leicht abgerundet, um Grate zu entfernen und abnormale Kanteneffekte zu vermeiden. Sollen Dehnungen für Beschichtungen auf anderen Substraten als 0,8 mm dickem kaltgewalztem Stahl bestimmt werden, sollten diese mit einer speziellen Dornvorrichtung gemessen werden.
Bei beschichteten Platten werden glatte Schichten der zu testenden Materialien gemäß ASTM D823 auf die Substrate aufgetragen und unter für Käufer und Verkäufer akzeptablen Bedingungen luftgetrocknet oder ausgehärtet. Soll die prozentuale Dehnung gemessen werden, ist eine Mindestdicke von 1,0 mil auf 0,8 mm dickem kaltgewalztem Stahl erforderlich. An jeder Probe werden mindestens drei Schichtdickenbestimmungen gemäß den Prüfmethoden ASTM D1005, ASTM D1186 oder ASTM D1400 durchgeführt. Mindestens drei Proben der angegebenen Größe werden aus vorbeschichteten Blechen geschnitten. Es werden nur flache Bleche verwendet und die Kanten der Platten sind leicht abgerundet. Die Beschichtungsoberfläche muss frei von Öl und anderen Fremdstoffen sein, die die Flexibilität der Beschichtung erhöhen oder die Rissbildung verhindern könnten.
Die Prüfkörper werden mindestens 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 23 Grad Celsius (plus/minus 2 Grad Celsius) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent (plus/minus 5 Prozent) konditioniert und in derselben Umgebung oder unmittelbar nach der Entnahme aus der Umgebung getestet, sofern vom Käufer und Verkäufer nichts anderes angegeben ist. Für jeden relevanten Dorndurchmesser werden mindestens drei Replikate nach Prüfmethode A und mindestens zwei Replikate nach Prüfmethode B getestet.
Kurz gesagt: ASTM D522 ist ein standardisiertes Prüfverfahren zur Bewertung der Flexibilität und Rissbeständigkeit organischer Beschichtungen auf Substraten wie Blech oder gummiartigen Materialien. Ziel dieser Norm ist es, reale Biegebelastungen, beispielsweise unter rauen Bedingungen bei Herstellung oder Gebrauch, zu simulieren und zu messen, wie wirksam Beschichtungen Rissbildung oder Delamination verhindern. Typische Anwendungsgebiete dieser Norm sind Branchen wie die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Bau- und Konsumgüterindustrie, in denen beschichtete Produkte häufig gebogen oder gekrümmt werden und ihre Integrität und ihr Aussehen bewahren müssen.
In dieser Norm werden zwei Testmethoden beschrieben:
Die Tests werden typischerweise bei einer Temperatur von 23 °C (75 °F) plus/minus 2 °C (85 °F) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % (85 °F) plus/minus 5 % (85 °F) durchgeführt. Typische Probengrößen betragen 10,2 mm x 15,2 cm für Stahl- oder Gummimaterialien, ungefähr 0,8 mm dick.
Während der Prüfung werden beschichtete Proben gemäß den Spezifikationen vorbereitet und ausgehärtet. Die Platten werden unter kontrollierten Laborbedingungen (ca. 24 Stunden) vorbereitet. Das Biegen auf dem Dorn dauert ca. 1 Sekunde. Risse werden unter geeigneter Beleuchtung und idealerweise mit 7- bis 10-facher Vergrößerung untersucht. Die Ergebnisse werden dokumentiert, vorzugsweise mit Fotos. Zur statistischen Zuverlässigkeit werden mehrere Proben (3-5) geprüft. Um reale Bedingungen zu simulieren, wird die Prüfung bei extremen Temperaturen empfohlen.
Bei der Ergebnisinterpretation wird der kleinste Dorndurchmesser ermittelt, dem die Beschichtung standhält, ohne zu reißen. Dies bestimmt den Grad der Flexibilität. Eine Sichtprüfung ist entscheidend. Risse, die das Substrat durchdringen, oder eine Beschichtungsablösung werden beobachtet. Die Ergebnisse können auf Pass/Fail- oder absoluten Versagensschwellen basieren.
Die Norm ASTM D522 bietet eine zuverlässige und wiederholbare Methode zur Bewertung der Flexibilität von Beschichtungen. Insbesondere wird bewertet, wie gut eine Beschichtung Rissen, Abblättern oder Delaminierung widersteht, wenn das darunterliegende Material gebogen oder verformt wird.
Dieser Standard ist aus folgenden Gründen wichtig:
Dies ist von entscheidender Bedeutung für Metalldächer, Karosserieteile, Geräte und Rohrleitungen, die bei Handhabung, Installation oder Wartung häufig verbogen oder verformt werden.
Für diesen Standard sind routinemäßige Qualitätskontrolltests ideal, da sie ein klares Pass/Fail-Ergebnis liefern.
Unser Unternehmen ist seit vielen Jahren tätig und verfolgt die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam. Es verfügt über ein Team erfahrener Fachkräfte und eine breite Infrastruktur, um für Unternehmen aller Branchen Tests, Messungen und Analysen in einer Vielzahl von Bereichen durchzuführen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß ASTM D522 Standardtestmethoden für Dornbiegeprüfungen von organischen Klebstoffbeschichtungen an.
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