Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) herausgegebene Norm ISO 2039-1 Kunststoffe – Härteprüfung – Teil 1: Kugeleindringverfahren beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Härte von Kunststoffen und Hartgummi mithilfe eines belasteten Kugeleindringwerkzeugs. Die mit diesem Verfahren ermittelte Kugeleindringhärte liefert Daten für Forschung und Entwicklung, Qualitätskontrolle sowie für die Annahme oder Ablehnung von Bauteilen gemäß den Spezifikationen.
Im Sinne dieser Norm ist die Kugeleindruckhärte definiert als das Verhältnis der auf den Kugeleindruck wirkenden Last zur Oberfläche des durch den Kugeleindruck nach einer festgelegten Lastaufbringungszeit entstandenen Eindrucks. Sie wird in Newton pro Quadratmillimeter angegeben.
Das Verfahren besteht darin, eine Kugel unter einer bestimmten Last auf die Oberfläche einer Probe zu drücken. Die Tiefe des Eindrucks wird unter Last gemessen. Aus der Tiefe wird die Oberfläche des Eindrucks berechnet. Die Härte des Kugeleindrucks ergibt sich dann aus folgender Formel: Härte des Kugeleindrucks = Aufgebrachte Last / Oberfläche des Eindrucks.
Die in den Prüfungen verwendete Härteprüfvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Rahmen mit einer verstellbaren Plattform, die mit einer Platte zur Aufnahme der Prüfprobe ausgestattet ist, einem Eindringkörper mit zugehörigen Befestigungselementen und einer Vorrichtung zur stoßfreien Belastungsaufbringung. Die Vorrichtung muss außerdem über ein Messgerät zur Bestimmung der Eindringtiefe des Eindringkörpers im Bereich von 0,4 mm mit einer Genauigkeit von ± 0,005 mm verfügen. Der Rahmen darf sich unter maximaler Belastung um nicht mehr als 0,05 mm verformen; die Verformung ist entlang der Hauptachse der aufgebrachten Kraft zu messen. Der Eindringkörper ist eine gehärtete und polierte Stahlkugel. Die Kugel darf nach der Prüfung keine Verformung oder Beschädigung aufweisen. Ihr Durchmesser beträgt 5,0 mm ± 0,05 mm. Zusätzlich wird eine Zeitmessvorrichtung (mit einer Genauigkeit von ± 0,1 Sekunden) verwendet.
Die Prüfkörper sollten glatte, ebene Platten oder Blöcke von ausreichender Größe sein, um Randeffekte im Prüfergebnis zu minimieren (z. B. 20 mm x 20 mm). Die Oberflächen der Prüfkörper müssen parallel sein. Eine Dicke von 4 mm wird empfohlen. Die Auflagefläche der Prüfkörper darf nach der Prüfung keine Verformung aufweisen.
Bei der Prüfung von Proben mit einer Dicke von weniger als 4 mm können mehrere Proben übereinander gestapelt werden. Die Härtewerte, die an gestapelten Proben und an einzelnen Proben gleicher Dicke ermittelt werden, können jedoch voneinander abweichen.
Die Prüfmuster müssen vor der Prüfung in einer der in ISO 291 spezifizierten Standardatmosphären konditioniert werden.
Kurz gesagt, ISO 2039-1 ist eine internationale Norm, die ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Härte von Kunststoffen und Hartgummi definiert. Dabei wird die Eindringtiefe einer Stahlkugel unter definierter Last und Einwirkzeit gemessen. Dieses Verfahren ist allgemein als Kugeleindringhärte (oder in manchen Regionen als Rockwell-Härte für Kunststoffe) bekannt. Es findet breite Anwendung in der Qualitätskontrolle und im Materialvergleich von Thermoplasten, Duroplasten und Hartgummi.
Dieser Standard findet im Allgemeinen in folgenden Bereichen Anwendung:
Zu den üblicherweise getesteten Materialien gehören:
Die Vorteile dieser Methode sind folgende:
Die Methode hat jedoch einige Einschränkungen:
Das in der Norm ISO 2039-1 beschriebene Verfahren wird häufig zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen unter Belastung eingesetzt und leistet einen wichtigen Beitrag zur Materialauswahl, Qualitätskontrolle und Produktentwicklung in verschiedenen Branchen.
Das Hauptziel dieser Norm ist die Bereitstellung eines einheitlichen und zuverlässigen Prüfverfahrens zur Messung der Eindruckhärte von thermoplastischen und duroplastischen Werkstoffen mittels einer durch einen sphärischen Eindruck aufgebrachten Kraft. Diese Härtemessung spiegelt den Widerstand eines Werkstoffs gegen Verformung unter Belastung wider. Das Verfahren findet breite Anwendung, da die Härte von Kunststoffen eine entscheidende Eigenschaft darstellt, die folgende Aspekte beeinflusst:
Die Norm ISO 2039-1 spielt in der Industrie in folgenden Bereichen eine bedeutende Rolle:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm ISO 2039-1 eine entscheidende Norm zur Charakterisierung der Härte von Kunststoffen mittels Kugeleindringprüfung darstellt. Durch ihr zuverlässiges und reproduzierbares Verfahren unterstützt sie die Materialauswahl, die Produktentwicklung und die Qualitätssicherung in verschiedenen Branchen, darunter die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Konsumgüter- und Elektronikindustrie. Das Verständnis und die Anwendung dieser Norm tragen zur Verbesserung von Produktleistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei.
Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Verbesserung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ISO 2039-1 Kunststoffe – Härtebestimmung – Teil 1: Kugeleindringverfahren“ an.
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