ISO 6603 Пластмассы — Определение характеристик ударной вязкости при проколе жестких пластмасс

Стандарт «ISO 6603 Пластмассы — Определение характеристик ударной вязкости жестких пластмасс при проколе», опубликованный Международной организацией по стандартизации (ISO), состоит из следующих подразделов, опубликованных под тем же названием:

• Стандарт «ISO 6603-1 Часть 1: Испытания на ударную прочность без использования инструмента» описывает методы определения ударно-проникающих свойств жестких пластмасс в виде плоских образцов, таких как диски или квадратные куски, при определенных условиях. Образцы могут быть изготовлены методом прямого формования, вырезаны из листов или взяты из готовых изделий. Определены различные типы образцов и условия испытаний.

Методы падающей стрелки используются для изучения поведения пластиковых листов или форм при ударе, приложенном перпендикулярно плоскости образца. Этот стандарт может быть использован, если он достаточен для характеристики ударного поведения пластмасс с пороговым значением энергии разрушения при ударе, основанным на большом количестве образцов для испытаний. Если для детальной характеристики ударного поведения требуется диаграмма зависимости силы от деформации или силы от времени, записанная при номинально постоянной скорости удара, применяется стандарт ISO 6603-2.

Данные методы испытаний применимы к образцам толщиной от 1 до 4 мм. Для образцов толщиной менее 1 мм предпочтительно использовать стандарт ISO 7765. Образцы толщиной более 4 мм могут быть испытаны при наличии соответствующего оборудования, но этот метод испытаний выходит за рамки стандартов ISO 6603-1 и ISO 6603-2.

Эти методы подходят для следующих типов материалов:

• Жесткие термопластичные материалы для формования и экструзии, включая наполненные, ненаполненные и армированные компаунды и листы.
• Жесткие термореактивные материалы для формования и экструзии, включая наполненные и армированные компаунды, листы и ламинаты.
• Волокнисто-армированные термореактивные и термопластичные композиты, содержащие однонаправленные или неоднонаправленные армирующие элементы (например, маты, тканые материалы, тканые ровинги, рубленые нити, комбинированные и гибридные армирующие элементы, ровинги, измельченные волокна и листы из предварительно пропитанных материалов).

Эти методы также применимы к готовым изделиям, ламинатам, а также к формованным или обработанным образцам из экструдированных или литых листов.

Результаты испытаний сопоставимы только в том случае, если условия подготовки образцов, их размеры и поверхности, а также условия испытаний одинаковы. В частности, результаты, полученные для образцов разной толщины, не могут быть сопоставлены. Для всесторонней оценки реакции на ударное напряжение необходимы определения зависимости от скорости удара и температуры для различных параметров материала, таких как степень кристалличности и содержание влаги.

Поведение готовых изделий при ударе нельзя предсказать напрямую на основе этого теста, но образцы готовых изделий можно взять для испытаний с использованием этих методов.

В принципе, ударопрочность образцов подходящего размера определяется ударом по образцу смазанным утяжеленным наконечником, сброшенным вертикально с известной высоты. Удар по образцу наносится в его центр наконечником, перпендикулярным его поверхности. Допускаются два метода регулирования энергии в момент удара: изменение массы на постоянной высоте и изменение высоты при постоянной массе.

Процедура с переменной высотой зависит от скорости, и в зависимости от скорости деформации материала могут наблюдаться различные результаты. Приведены два статистических метода тестирования:

• Метод А: Лестничный метод (индивидуальный) (предпочтительный).
• Метод B: Групповой метод (необязательно).
• Стандарт «ISO 6603-2 Часть 2: Инструментальные испытания на удар» описывает метод определения характеристик ударной вязкости жестких пластмасс в виде плоских образцов с использованием приборов, измеряющих силу и деформацию. Этот метод применим в тех случаях, когда для детальной характеристики ударного поведения необходима диаграмма «сила-деформация» или «сила-время», записанная при номинальной постоянной скорости удара.

Метод испытания действителен для образцов толщиной от 1 до 4 мм. Данный метод подходит для использования со следующими типами материалов:

• Жесткие термопластичные материалы для формования и экструзии, включая наполненные, ненаполненные и армированные компаунды и листы.
• Жесткие термореактивные материалы для формования и экструзии, включая наполненные и армированные компаунды, листы и ламинаты.
• Волокнисто-армированные термореактивные и термопластичные композиты, содержащие однонаправленные или многонаправленные армирующие элементы, маты, тканые материалы, тканые ровинги, нарезанные нити, комбинированные и гибридные армирующие элементы, ровинги, измельченные волокна и листы, изготовленные из предварительно пропитанных материалов.

Этот метод также применим к формованным или обработанным образцам готовых изделий, ламинатам, а также экструдированным или литым листам.

Результаты испытаний сопоставимы только в том случае, если условия подготовки образцов, их размеры, поверхности и условия испытаний одинаковы. В частности, результаты, полученные для образцов разной толщины, не могут быть сопоставлены. Комплексную оценку реакции на ударное напряжение можно получить, определив скорость удара и температуру в зависимости от различных параметров материала, таких как степень кристалличности и содержание влаги.

Поведение готовых изделий при ударе нельзя предсказать напрямую по результатам этого испытания, однако образцы готовых изделий можно взять для испытаний с использованием этого метода. Данные испытаний, полученные с помощью этого метода, не предназначены для использования в расчетах проектирования. Тем не менее, информацию о типичном поведении материала можно получить, протестировав образцы, подготовленные при различных температурах и скоростях удара, с различной толщиной и в различных условиях.

Целью данного стандарта является не интерпретация механизма, происходящего в каждой точке диаграммы «сила-деформация». Такие интерпретации являются задачей научных исследований.

В принципе, образец для испытаний прокалывается через центр с помощью смазанного ударного сверла перпендикулярно поверхности образца с номинально равномерной скоростью. Полученная диаграмма зависимости силы от деформации или силы от времени регистрируется электронным способом. Образец для испытаний (предпочтительно) должен удерживаться в фиксированном положении во время испытания.

Полученная в результате этих испытаний диаграмма зависимости силы от деформации фиксирует ударное поведение образца, что позволяет сделать выводы о различных характеристиках поведения материала.

Стандарты ISO 6603 — это общепризнанные мировые стандарты, определяющие устойчивость жестких пластмасс к высокоскоростному проколу и разрыву. Это тип ударного повреждения, который традиционные методы испытаний, такие как тест Шарпи или тест Изода, не могут должным образом оценить. Эти стандарты считаются важными по следующим причинам:

• Он имитирует реальные сценарии отказов: многочисленные пластиковые детали прокалываются и ломаются (например, камень, попавший в бампер автомобиля, инструмент, упавший на поддон аккумулятора, колено, ударившее по внутренней обшивке двери). Этот стандарт напрямую воспроизводит многоосевое высокоскоростное прокол.
• Крайне важен для компонентов, имеющих решающее значение для безопасности: широко используется в автомобильной промышленности (безопасность салона, защита пешеходов, защита аккумуляторов электромобилей), шлемах, защитном снаряжении и корпусах медицинских устройств, где устойчивость к проникновению может предотвратить травмы или протечки.
• Он различает пластичное и хрупкое поведение: инструментальная версия отображает полную кривую зависимости силы от деформации, показывая, поглощает ли материал энергию после первого образования трещины (пластичное = более безопасное) или немедленно разрушается (хрупкое).
• Это позволяет проводить объективное сравнение материалов: используется фиксированная геометрия ударного элемента (полусферический наконечник диаметром 20 мм), сжатие и скорость (приблизительно 4,4 м/с), поэтому результаты для ПК, АБС, ПП, ПА, композитов и подобных материалов из любой лаборатории по всему миру можно напрямую сравнивать.
• В основном требуется в соответствии со спецификациями производителя оригинального оборудования: часто это предписывается производителями автомобилей, производителями потребительских товаров и регулирующими органами, где требуется подтверждение устойчивости к проколам.
• Это помогает в выборе материалов и проектировании деталей: конструкторы используют эти стандартные данные для выбора более твердых марок стали, оптимизации толщины ребер жесткости или перехода от хрупких к пластичным составам (например, путем добавления модификаторов ударной вязкости).
• Это позволяет преодолеть разрыв между лабораторными испытаниями и реальными условиями эксплуатации: обеспечивает гораздо лучшую корреляцию между отказами в полевых условиях и испытаниями на удар с надрезом, особенно для плоских или слегка изогнутых деталей (термоформованные лотки, корпуса, панели).

В заключение, стандарт ISO 6603 является одним из важнейших стандартов, описывающих характеристики ударной стойкости жестких пластмасс при высокоскоростном проколе. Сочетая простые испытания с падением груза с высокотехнологичными инструментальными испытаниями, он предоставляет инженерам надежные и сопоставимые данные о том, как пластмассы сопротивляются проколам и поглощают энергию в условиях, имитирующих реальные аварии или неправильное использование.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и оказывает помощь в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом «ISO 6603 Пластмассы — Определение поведения жестких пластмасс при проколе».