ISO 2039-1 塑膠－硬度測定－第1部分：球壓痕法

國際標準化組織 (ISO) 發布的 ISO 2039-1《塑膠－硬度測定－第 1 部分：球壓痕法》描述了一種使用加載球壓痕工具測定塑膠和硬橡膠硬度的方法。透過此方法測定的球壓痕硬度數據可用於研發、品質控制以及根據規範進行驗收或拒收。

在本標準中，球壓痕硬度定義為球壓痕上的載重與球壓痕在規定載重作用時間後形成的壓痕表面積之比，單位為牛頓每平方毫米。

該方法包括在特定載荷下將球壓入試樣表面。在載重作用下測量壓痕深度。根據壓痕深度計算壓痕表面積。然後根據以下關係式計算球壓痕硬度：球壓痕硬度 = 施加的負荷 / 壓痕表面積。

測試中使用的硬度測試裝置主要由以下部分組成：一個帶有可調節平台的框架，平台上裝有用於支撐試樣的底板；一個帶有相關配件的壓頭；以及一個非衝擊加載裝置。本裝置也必須配備一個壓頭壓入深度測量裝置，測量精度為±0,005 mm，測量範圍為0,4 mm。在最大載重下，框架的變形量不應超過0,05 mm；變形量應沿施加力的主軸方向測量。壓頭應為硬化拋光鋼球。測試後，鋼球不得出現任何變形或損傷。鋼球直徑應為5,0 mm，精度為±0,05 mm。測試中也使用一個計時裝置（精度為±0,1秒）。

每個試樣應為光滑平整的板狀或塊狀試樣，尺寸應足夠大，以最大程度地減少邊緣效應對測試結果的影響，例如 20 mm × 20 mm。試樣表面應平行。建議厚度為 4 mm。測試後，試樣的支撐面不應有任何變形。

如果測試厚度小於 4 毫米的試樣，可以將多個試樣堆疊在一起。但是，堆疊試樣和相同厚度的單一試樣測得的硬度值可能有所不同。

測試樣品必須在測試前按照 ISO 291 中規定的標準大氣條件進行調節。

簡而言之，ISO 2039-1 是一項國際標準，它定義了一種測試方法，用於透過測量鋼球在特定載荷和持續時間下壓入塑膠和硬橡膠（埃博蘭橡膠）的壓痕深度來確定其硬度。這種方法通常被稱為球壓痕硬度（在某些地區也稱為洛氏硬度）。此測試廣泛應用於熱塑性塑膠、熱固性塑膠和硬橡膠（埃博蘭橡膠）的品質控制和材料比對。

該標準通常適用於以下領域：

• 塑膠製品的品質管制。
• 材料選擇與比較
• 符合規範（廣泛引用於歐洲標準和數據表）
• 研究與開發

測試的常見材料包括：

• 聚乙烯（PE）
• 聚丙烯（PP）
• 聚氯乙烯（PVC）
• 聚氯乙烯（ABS）
• 聚碳酸酯（PC）
• 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（丙烯酸酯）
• 聚甲醛（POM）
• 硬橡膠和硬橡膠

此方法的優點如下：

• 對輕微表面缺陷相對不敏感。
• 重複性好。
• 直接壓力相關結果（兆帕）
• 適用於成品零件（如果表面光滑）

然而，該方法也存在一些限制：

• 樣品最小厚度要求為 4 毫米。
• 不適用於極薄的薄膜或泡沫。
• 這取決於時間（蠕變會影響非常柔軟的材料）。

ISO 2039-1 標準中所述的方法被廣泛用於評估塑膠材料在負載下的機械性能，並為各行業的材料選擇、品質控制和產品設計過程做出了重大貢獻。

本標準的主要目標是提供一種一致可靠的測試技術，用於測量熱塑性和熱固性材料的壓痕硬度。此測試技術透過球形壓痕施加力來測量材料硬度。硬度測量反映了材料在應力作用下抵抗變形的能力。由於塑膠硬度是影響以下方面的關鍵性能，因此該方法被廣泛應用：

• 實力
• 耐磨性和耐刮擦性
• 結構承載能力
• 生產過程中的材料性能
• 適用於特定最終用途

ISO 2039-1 標準在以下產業領域發揮重要作用：

• 品質控制：製造商使用硬度測試來確保生產批次之間的一致性。
• 材料比較：幫助工程師比較不同塑膠的性能，以便進行設計決策。
• 失效分析：用於評估熱、老化或化學暴露等因素引起的材料退化。
• 汽車和電子產業：用於描述內部組件、電氣外殼、連接器、絕緣體和結構件中使用的塑膠。

總之，ISO 2039-1 標準是採用球壓痕法來表徵塑膠硬度的關鍵標準。它提供了一種可靠且可重複的方法，為汽車、航空航太、消費品和電子等各行業的材料選擇、產品設計和品質保證提供支援。理解並實施標準有助於提高產品的性能、可靠性和安全性。

多年來，憑藉我們經驗豐富的專業團隊，我們始終專注於客戶需求，提供先進的測試服務，並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下，我們也根據「ISO 2039-1 塑膠 - 硬度測定 - 第1部分：球壓痕法」標準為企業提供測試服務。