Test di durezza Rockwell — ISO 6508/ASTM E18 · Prove sulle materie plastiche

Che cos'è Rockwell?

Il test di durezza Rockwell è un metodo in cui la durezza viene letta direttamente su una scala misurando la profondità di impronta permanente rimanente dopo l'applicazione di un carico preliminare e di un carico maggiore. Viene utilizzato un penetratore a cono diamantato o a sfera di metallo duro.

Scopo di Rockwell

Lo scopo è eseguire la verifica del trattamento termico e il controllo di qualità della produzione in serie con una misurazione della durezza rapida e ripetibile.

A quali prodotti si applica Rockwell?

Parti in acciaio trattato termicamente
Elementi di fissaggio
Metalli non ferrosi
Plastiche dure (scale M e R)

In quali settori si utilizza Rockwell?

PlasticaAutomobilisticoConfezioneProdotti di consumo

Norme relative a Rockwell

ISO 6508-1
ASTM E18

Condizioni di Rockwell

Scala: Scelto in base al materiale; HRC (cono diamantato, 150 kgf) e HRB (sfera da 1,5875 mm, 100 kgf) sono comuni
Carico preliminare: 10 kgf (98 N) nel Rockwell standard
Tempo di sosta: Definito nello standard, in genere 1–5 s
Superficie: Liscio, privo di bave e perpendicolare al penetratore

Apparecchiatura per Rockwell

Macchina per prove di durezza Rockwell
Penetratori a cono e sfera diamantati
Blocchi di durezza di riferimento
Incudini di supporto del campione

Requisiti del campione per Rockwell

Lo spessore deve essere almeno dieci volte la profondità della rientranza
La superficie deve essere priva di ossido e grasso
Le rientranze devono trovarsi alla distanza dal bordo e tra loro specificata nello standard
Generalmente vengono effettuate almeno tre misurazioni

Durata di Rockwell

Pochi secondi per misurazione; la durata si prolunga se è necessaria la preparazione della superficie.

Procedura di Rockwell

1La macchina viene verificata con blocchi di riferimento.
2Vengono selezionati la scala e il penetratore adatti al materiale.
3Il campione è posizionato saldamente sull'incudine.
4Viene applicato il carico preliminare seguito dal carico maggiore, mantenuto per la durata definita.
5Il carico principale viene rimosso e il valore di durezza viene letto direttamente.
6La misurazione viene ripetuta e viene calcolata la media.

Criteri di accettazione di Rockwell

L'intervallo di accettabilità è indicato nella norma del prodotto o del materiale. Il risultato è sempre indicato insieme alla scala (es. 45 HRC).

Valutazione dei risultati

Vengono valutate la media e la dispersione delle misurazioni. Il risultato non è valido se il campione si è spostato o se il supporto era inadeguato.

Rapporto di Rockwell

Norma applicata
Scala e penetratore utilizzati
Misurazioni individuali e media
Identificazione del campione

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

Standard di prodotto materiale
Specifiche del trattamento termico

Prove sulle materie plastiche — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Rockwell; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove sulla plastica determinano il comportamento meccanico, termico e di combustione di un materiale polimerico. A differenza dei metalli, le materie plastiche sono VISCOELASTICHE: il loro comportamento dipende dalla velocità di carico, dalla temperatura e dall'umidità. Lo stesso materiale fornisce quindi risultati diversi in condizioni diverse, e le condizioni di prova sono parte inseparabile del risultato.

La conseguenza pratica della viscoelasticità è questa: un pezzo in plastica continua a deformarsi nel tempo sotto un carico costante (scorrimento viscoso) e la sollecitazione che sopporta a deformazione costante diminuisce nel tempo (rilassamento delle tensioni). Un giunto avvitato si allenta, un morsetto perde la sua forza di serraggio, un ripiano si inflette nel tempo. Una prova di trazione a breve termine non mostra questo comportamento; serve una prova a lungo termine o un modello accelerato.

Il comportamento termico è il secondo asse principale. L'indice di fluidità a caldo indica la lavorabilità del materiale e la coerenza da lotto a lotto; la temperatura di flessione sotto carico e il punto di rammollimento Vicat forniscono un limite approssimativo della temperatura di servizio. L'analisi termica (DSC, TGA, DMA) rivela l'identità del materiale: temperatura di transizione vetrosa, comportamento di fusione, cristallinità, contenuto di carica e temperatura di decomposizione.

Il comportamento di combustione è il terzo asse ed è direttamente collegato alle norme di prodotto. La classe UL 94 e l'indice di ossigeno limite vengono riportati nella scheda tecnica del materiale; per l'involucro di un apparecchio elettrico è richiesta una classe specifica, mentre a un prodotto da costruzione si applica un diverso sistema di classificazione.

L'invecchiamento è la parte dell'ambito più spesso saltata. Le materie plastiche si degradano per effetto di UV, calore, umidità e ossigeno: il colore cambia, la superficie si screpola, la resistenza all'urto diminuisce. Per un pezzo destinato all'uso esterno, ciò che conta non sono i valori del primo giorno ma quelli dopo l'invecchiamento. Le apparecchiature ad arco allo xeno e UV fluorescente accelerano questo degrado e consentono il confronto.

Il risultato di questa famiglia viene solitamente riportato nella scheda tecnica del materiale, e le norme di prodotto fanno riferimento a tale scheda. Ma può esserci una differenza tra il valore di scheda e il comportamento del pezzo reale: l'orientazione formatasi durante lo stampaggio, le linee di giunzione e le tensioni interne fanno sì che il pezzo si comporti diversamente dal provino.

L'uso di contenuto riciclato ha aggiunto una nuova questione all'ambito. La resina riciclata varia da lotto a lotto; le proprietà meccaniche, il colore e il comportamento di combustione possono variare tra i lotti. Per un produttore che utilizza materiale riciclato, il controllo del materiale in ingresso non è quindi una scelta ma una necessità.

Gruppi di metodi in questo ambito

Meccanico
Trazione, compressione, flessione, urto Charpy e Izod, durezza (Shore), scorrimento viscoso e cricco da tensione ambientale.
Termico
Indice di fluidità a caldo (MFI), temperatura di flessione sotto carico (HDT), temperatura di rammollimento Vicat, dilatazione termica lineare.
Analisi termica
Temperature di transizione e cristallinità mediante DSC, composizione e decomposizione mediante TGA, comportamento meccanico dinamico mediante DMA.
Combustione
Classificazione UL 94, indice di ossigeno limite (LOI), prove al filo incandescente e alla fiamma ad ago.
Invecchiamento
Invecchiamento accelerato con arco allo xeno e UV fluorescente, invecchiamento ad aria calda, umidità e condensa.
Fisico
Densità, assorbimento d'acqua, contenuto di ceneri, permeabilità ai gas e al vapore acqueo di film e lastre.

Confusioni frequenti in questo ambito

Un risultato su materie plastiche senza velocità e temperatura di prova indicate non può essere interpretato; il comportamento viscoelastico dipende da questi parametri.
Il risultato di un provino non si trasferisce direttamente al pezzo reale; l'orientazione di stampaggio e le linee di giunzione sono determinanti.
I valori HDT e Vicat NON sono temperature di esercizio; sono un'indicazione approssimativa di un limite superiore e non si applicano sotto carico.
La classe UL 94 dipende dallo spessore; uno spessore di parete diverso richiede una nuova verifica.
Per i polimeri che assorbono umidità (come il poliammide), i risultati sono fuorvianti se non si effettua il condizionamento.
I risultati ASTM D638 e ISO 527 non sono direttamente equivalenti; le geometrie dei campioni e le definizioni di velocità differiscono.

Quali decisioni supportano questi risultati

Selezione dei materiali e approvazione dei fornitori
Soddisfacimento dei requisiti di infiammabilità e termici della norma di prodotto
Verifica dell'uso di contenuto riciclato e controllo dei lotti
Controllo del processo di stampaggio e coerenza dei lotti
Dimostrazione della resistenza all'invecchiamento per l'uso esterno

Test correlati

Domande frequenti su Rockwell

Perché il risultato Rockwell viene scritto con la scala?

Scale diverse utilizzano penetratori e carichi diversi; lo stesso materiale dà un numero diverso su scale diverse. Il valore è quindi significativo solo insieme alla lettera della scala.

È possibile applicare Rockwell su lamiere sottili?

Esiste un limite di spessore per il Rockwell standard. Per le sezioni sottili è preferibile il metodo Rockwell superficiale (come HR15N) o il metodo Vickers.