DIN 55654-2015 Scratch test using a linear abrasion tester (crockmeter)《采用线性磨耗试验机 (摩擦掉色测定器) 的划痕试验》.pdf

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1、August 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Beschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB)Preisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 87.040!%C=:“2322623ww

2、w.din.deDDIN 55654Kratzprfung mit einem Linearhubgert (Crockmeter)Scratch test using a linear abrasion tester (crockmeter)Dtermination de la rsistance la rayure avec un abrasimtre linaireAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 15 SeitenDIN 55654:2015-0

3、8 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe .4 4 Kurzbeschreibung .5 5 Gerte und Hilfsmittel .5 6 Proben 10 7 Durchfhrung 11 8 Auswertung . 12 9 Przision 12 10 Prfbericht . 12 Anhang A (informativ) bliche Prfbedingungen . 14 Literaturhinweise . 15 DIN 5565

4、4:2015-08 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitskreis NA 002-00-07-14 AK Haftfestigkeit und Hrte“ des Arbeitsausschusses NA 002-00-07 AA Allgemeine Prfverfahren fr Beschichtungsstoffe und Beschichtungen“ im DIN-Normen-ausschuss Beschichtungsstoffe und Beschichtungen (NAB) ausgearbeitet. Es wird auf

5、die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 55654:2015-08 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zum Bestimmen der Bestndigkeit einer

6、Beschichtung gegen die Kratz-beanspruchung durch ein flchig belastetes und linear bewegtes Kratzmaterial fest. Das Verfahren kann auch auf andere Materialoberflchen, wie z. B. Kunststoffe, berzge und Metalle, ange-wendet werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokumen

7、t teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die An-wendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Aus-gabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (ein-schlielich aller nderungen). DIN 55997, L

8、semittel fr Beschichtungsstoffe VE-Wasser Anforderungen und Prfung DIN 61200:1985-12, Filze Hrte1)DIN EN 23270, Lacke, Anstrichstoffe und deren Rohstoffe Temperaturen und Luftfeuchten fr Konditio-nierung und Prfung DIN EN ISO 845, Schaumstoffe aus Kautschuk und Kunststoffen Bestimmung der Rohdichte

9、DIN EN ISO 1514, Beschichtungsstoffe Norm-Probenplatten DIN EN ISO 2808, Beschichtungsstoffe Bestimmung der Schichtdicke DIN EN ISO 2813:2015-02, Beschichtungsstoffe Bestimmung des Glanzwertes unter 20, 60 und 85 (ISO 2813:2014); Deutsche Fassung EN ISO 2813:2014 DIN EN ISO 4618, Beschichtungsstoffe

10、 Begriffe ISO 105-F09, Textiles Tests for colour fastness Part F09: Specification for cotton rubbing cloth ASTM D 2240, Standard Test Method for Rubber Property Durometer Hardness FEPA-Standard 43-2, Krnungen aus Elektrokorund und Siliciumcarbid fr Schleifmittel auf Unterlagen Teil 2: Mikrokrnungen

11、P 240 bis P 25002)3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN EN ISO 4618 und die folgenden Begriffe. 3.1 Messgeometrie Kennzeichnung eines Glanzmessverfahrens durch einen festgelegten Messwinkel mit zugeordneten Blenden-aperturen QUELLE: DIN EN ISO 2813:2015-02, 3.2 1)

12、 Die Norm wurde 2015-01 ohne Ersatz zurckgezogen. 2) FEPA: Federation of European Producers of Abrasives. Bezugsquelle fr FEPA-Standards: Staatliche Material-prfungsanstalt Darmstadt, Dr. Ing. P. Hof, Grafenstrae 2, 64283 Darmstadt, Germany, Tel: +49-6151-16 65 82, Fax: +49-6151-16 60 46, E-Mail: ho

13、fmpa-ifw.tu-darmstadt.de DIN 55654:2015-08 5 3.2 Glanzwert mit 100 multipliziertes Verhltnis der von einer Probe und einer Glasoberflche mit der Brechzahl 1,567 bei einer Wellenlnge von 587,6 nm in Spiegelrichtung reflektierten Lichtstrme, wobei der Reflektionswinkel sowie die Aperturwinkel von Lich

14、tquelle und Empfnger festgelegt sind Anmerkung 1 zum Begriff: Der Glanzwert wird in Glanzeinheiten (GU) angegeben. Es ist nicht zulssig, Glanzwerte als % Reflektion“ zu interpretieren und auszudrcken. Anmerkung 2 zum Begriff: An Beschichtungen gemessene Glanzwerte werden in ganzen Zahlen (ohne Komma

15、) an-gegeben. Anmerkung 3 zum Begriff: Zur Definition der Glanzwertskala wird fr poliertes Schwarzglas mit einer Brechzahl von 1,567 bei einer Wellenlnge von 587,6 nm der Wert 100 fr die 20-, 60- und 85-Messgeometrie festgelegt. Anmerkung 4 zum Begriff: Eine Glasoberflche mit einer Brechzahl von 1,5

16、67 bei einer Wellenlnge von 546,1 nm (welches die zentrale Wellenlnge der spektralen Helligkeitsempfindlichkeitsfunktion ist) darf verwendet werden. Anmerkung 5 zum Begriff: Der Glanzwert wird durch die Oberflcheneigenschaften, z. B. Rauheit, Textur, Struktur, der Probe beeinflusst. QUELLE: DIN EN I

17、SO 2813:2015-02, 3.3 4 Kurzbeschreibung Mit einem Linearhubgert (z. B. Crockmeter) wird ein belasteter, mit vereinbartem Kratzmaterial bespannter Reibzapfen unter Einfluss eines vereinbarten Kratzmediums ber die Beschichtung bewegt. Es gibt abhn-gig vom vereinbarten Reibzapfen drei Durchfhrungsvaria

18、nten (siehe Tabelle 1). Tabelle 1 Durchfhrungsvarianten Reibzapfen Reibzapfen-Geometrie Kontaktflche zur Probe Prfkraft A Quader Basisflche (22 mm 22 mm) (22,0 0,5) N B Zylinder Stirnflche ( 16 mm) (9,0 0,2) N C Mantelflche ( 44 mm 25 mm)aaDie Kontaktflche ist ein Teilbereich der Mantelflche, der vo

19、n unterschiedlichen Parametern abhngt, siehe 5.2.3, Anmerkung 3.Die Bewertung der Kratzspur kann mittels Messung des Glanzes, des Schleiers (Haze) oder der Helligkeit er-folgen. 5 Gerte und Hilfsmittel 5.1 Linearhubgert (Crockmeter) Linearhubgert nach Bild 1, das durch folgende Merkmale festgelegt i

20、st: 5.1.1 Der Antrieb kann manuell (wie im Bild 1 dargestellt) oder (elektro)motorisch erfolgen. 5.1.2 Bei der motorischen Version muss ein Vorwahlzhler fr die Doppelhubzahl integriert und der Antrieb so ausgelegt sein, dass die Hubfrequenz (1,0 0,1) Hz betrgt. DIN 55654:2015-08 6 5.1.3 Die Prfkraft

21、, mit der der Reibzapfen 5.2 auf die Probenplatte gedrckt wird, muss (9,0 0,2) N (fr Reibzapfen B und C) und (22,0 0,5) N (fr Reibzapfen A) betragen. ANMERKUNG Prfgerte, die fr eine Prfkraft von 9,0 N ausgelegt sind, knnen mit einer zustzlichen Last von 13,0 N (entsprechend einem Zusatzgewichtsstck

22、mit einer Masse von 1,33 kg) auf eine Prfkraft von 22,0 N umgerstet werden. 5.1.4 Die Hublnge muss so ausgelegt sein, dass die Lnge der bewertbaren Kratzspur (100 30) mm be-trgt (siehe 5.8). Die bewertbare Kratzspur ist gleich der Gesamtkratzspur, abzglich der Ausdehnung der Reibzapfen-Kontaktflche

23、in Hubrichtung an beiden Enden (siehe 5.8). Daher muss die Hublnge mindestens 70 mm + Ausdehnung, in Millimeter, der Reibzapfen-Kontaktflche in Hubrichtung betragen. Die Reibzapfenabmessungen siehe 5.2. ANMERKUNG Es gibt Gerte, bei denen die Lnge der bewertbaren Flche technisch bedingt kleiner als 7

24、0 mm ist. Legende 1 Antrieb (Handkurbel) 2 Hubrichtung 3 Reibzapfen B siehe 5.2.2 4 Probenplatte Bild 1 Crockmeter (Ausfhrungsbeispiel mit manuellem Antrieb) 5.2 Reibzapfen 5.2.1 Reibzapfen A in Ausfhrung nach Bild 2a). Der Filz-Einsatz muss die Abmessungen (22,0 0,2) mm (22,0 0,2) mm 6 mm und eine

25、Rohdichte von 0,44 g/cm3haben. Die Ankopplung an das Crockmeter (5.1) ist starr. ANMERKUNG Trotz der starren Ankopplung ist durch den elastischen Filz-Einsatz eine Verkantung der Stirnflche des Reibzapfens gegen die Probenplatte ausgeschlossen. 5.2.2 Reibzapfen B ausgefhrt als Zylinder mit einem Dur

26、chmesser von (16 1) mm, dessen Stirnflche der Probenplatte zugewandt ist. Die Ankopplung an das Crockmeter (5.1) ist starr. ANMERKUNG 1 Auf Grund der starren Ankopplung ist im allgemeinen Fall eine Verkantung der Stirnflche des Reibzapfens B gegen die Probenplatte nicht ausgeschlossen. ANMERKUNG 2 I

27、m Gegensatz zu den Reibzapfen A und C kann beim Reibzapfen B das Kratzmaterial nicht faltenfrei aufgespannt werden. ANMERKUNG 3 Auf Kratzspuren, die mit dem Reibzapfen B erzeugt werden, knnen quer zur Kratzrichtung mit blichen Glanzmessgerten keine Glanzmessungen mit der Messgeometrie 60 durchgefhrt

28、 werden, da die Ausdehnung des Messflecks grer ist als die Kratzspurbreite. Bei den Reibzapfen A bzw. C ist das mglich. DIN 55654:2015-08 7 5.2.3 Reibzapfen C in Ausfhrung nach Bild 2b). Der Radius des Zylinders muss (19,0 0,5) mm betragen und die Breite (25,0 0,3) mm. Im Kontaktbereich zur Probe mu

29、ss die Mantelflche des Zylinders mit einer (3,0 0,3) mm dicken und (25,0 0,3) mm breiten Schicht aus EPDM-Zellkautschuk3), z. B. DIM ZK EPDM 216064)belegt sein, der eine Hrte von (60 5) Shore-00 nach ASTM D 2240 und eine Roh-dichte von (0,16 0,02) g/cm3nach DIN EN ISO 845 aufweist. Die Ankopplung an

30、 das Crockmeter 5.1 ist quer zur Hubrichtung beweglich siehe Ansicht II im Bild 2b). Beim Bespannen des Reibzapfens mit dem Kratzmaterial 5.3 wird dieses mit den Spannwellen, die ber die Gummistreifen elastisch miteinander verbunden sind, straff am Reibzapfen gehalten siehe Ansicht III im Bild 2b).

31、ANMERKUNG 1 Wegen der Belegung mit EPDM-Zellkautschuk betrgt der effektive Zylinder-Durchmesser 44 mm. ANMERKUNG 2 Auf Grund der Reibzapfen-Geometrie und der beweglichen Ankopplung an das Crockmeter knnen mit dem Reibzapfen C Kratzprfungen auf gekrmmten Proben durchgefhrt werden. ANMERKUNG 3 Im Gege

32、nsatz zu den Reibzapfen A und B ist beim Reibzapfen C die Kontaktflche zur Probe nicht geometrisch festgelegt; sie ist vielmehr bestimmt durch den Zylinderradius, die Elastomerhrte, die Prfkraft und gegebenenfalls durch die Eigenschaften des Kratzmaterials. Legende 1 Filz-Einsatz 2 O-Ring zum Befest

33、igen von Kratzmaterial a) Reibzapfen A 3) EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Monomer. 4) DIM ZK EPDM 21606 ist die Herstellerbezeichnung des Produkts, geliefert von DIMER. Diese Angabe dient nur zur Unterrichtung der Anwender dieser Norm und bedeutet keine Anerkennung des genannten Produkts durch DIN. Glei

34、chwertige Produkte drfen verwendet werden, wenn sie nachweisbar zu den gleichen Ergebnissen fhren. DIN 55654:2015-08 8 Bild 2 (fortgesetzt) I: Ansicht quer zur Hubrichtung (Ausfhrungsdetails) II: Ansicht in Hubrichtung (Schwenkbereich) III: Ansicht quer zur Hubrichtung (mit Kratzmaterial bespannt) L

35、egende 1 Adapterschaft 2 Achsstift (Schwenkachse) 3 Gummistreifen 4 Spannwelle (in den Grundkrper 5 eingerastet) 5 Grundkrper mit zylindrischer Auenkontur (Radius 19 mm) 6 Zellkautschuk (25 mm 25 mm 3 mm) 7 Schwenkbereich (etwa 60) 8 Kratzmaterial b) Reibzapfen C Bild 2 Reibzapfen 5.3 Filztuch Filzt

36、uch mit einer Dicke von 1,5 mm und einer Rohdichte von 0,28 g/cm3, entsprechend der Filzhrte DIN 61200 M5. Das Filztuch kann unter dem Kratzmaterial auf den Reibzapfen gespannt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass das Kratzmaterial plan und flchig auf die Beschichtung gedrckt wird. Nach Vereinba

37、rung kann auch ein anderes Tuch, das die gleiche Funktion erfllt, verwendet werden. 5.4 Kratzmaterial, zum Bespannen des Reibzapfens 5.4.1 Baumwollreibgewebe nach ISO 105-F09 mit einem Flchengewicht von (110 5) g/m2und 36 Fden/cm in beiden Richtungen. 5.4.2 Schleifpapier, mit vereinbarter Krnung nac

38、h FEPA Standard 43-2 und vorzugsweise in selbstkle-bender Ausfhrung. 5.4.3 Schleifmittel, mit vereinbarter Krnung nach FEPA Standard 43-2, aufgebracht auf ein weiches Tr-germaterial. 5.4.4 Filz, aus einem Material mit vereinbarten Eigenschaften (z. B. Rohdichte und die nach DIN 61200 zugeordnete Fil

39、z-Hrte). DIN 55654:2015-08 9 5.5 Kratzmedium Schleifpaste, Scheuerpulver usw. vereinbarter Art und/oder Wasser nach DIN 55997, zum Bestreuen/Be-feuchten des Kratzmaterials und/oder der Beschichtung vor der Kratzbeanspruchung. 5.6 Messgert Messgert zum Bestimmen des Glanzes, des Schleiers oder der He

40、lligkeit, abhngig davon, welches Prfkri-terium vereinbart wird. 5.7 Glanzmessgert Glanzmessgert nach DIN EN ISO 2813 mit einer Messflche, deren Ausdehnung in Messrichtung nicht grer als 19 mm sein darf (fr die Durchfhrung nach 7.3 und die Auswertung nach Abschnitt 8). 5.8 Messschablone Hilfsvorricht

41、ung (Maske siehe Bild 3), mit der sichergestellt werden kann, dass die Messflche des Messgertes (5.6 und 5.7) innerhalb der (vorgesehenen) Kratzspur liegt und dort quer zur Kratzrichtung zentriert ist; die Messungen vor und nach der Kratzbeanspruchung paarweise an der gleichen Position durchgefhrt w

42、erden; die Glanzmessungen an drei gleichmig auf der (vorgesehenen) Kratzspur verteilten Messpositionen durchgefhrt werden knnen, wobei an den Enden je ein Bereich ausgespart bleibt, der der Gre des Reibzapfens entspricht. Messungen an der Anfangs- und Endposition fhren zu fehlerhaften Ergeb-nissen.

43、DIN 55654:2015-08 10 Legende 1 Kratzspur 2 Probenplatte 3 Messschablone (Maske) 4 Quermarkierung auf der Maske 5 Quermarkierung auf der Probe 6 Lngsmarkierung auf der Maske 7 Lngsmarkierung auf der Probe Bild 3 Messschablone (Ausfhrungsbeispiel) Die Messschablone darf die Auswertung nicht beeinfluss

44、en. 6 Proben 6.1 Probenplatten Die Proben mssen plan und nach DIN EN ISO 1514 vorbereitet, beschichtet und getrocknet/gehrtet sein. Die Breite der Probenplatten muss so bemessen sein, dass drei Prfungen ohne Randeinfluss nebeneinander durchgefhrt werden knnen; die Lnge der Probenplatten hngt von der

45、 Konstruktion des Prfgertes ab. ANMERKUNG bliche Probenplattenabmessungen sind 100 mm 150 mm. Die Oberflche der Probenplatte muss sauber sein. Die Oberflche z. B. mit einem weichen, fusselfreien Tuch reinigen und gegebenenfalls mit einem Lsemittel, das die Beschichtung nicht angreift, reinigen. Da d

46、ie Ausfhrung der Messschablone (5.8) auf ein festes Probenformat abgestimmt ist, sollten die Proben fr Prfungen nach dieser Norm vorzugsweise stets das gleiche Format haben. 6.2 Schichtdicke Die Trockenschichtdicke der Beschichtung, in Mikrometer, nach einem der in DIN EN ISO 2808 angegebenen Verfah

47、ren bestimmen. 6.3 Konditionierung Vor dem Prfen die beschichteten Probenplatten bei einer Temperatur von (23 2) C und einer relativen Luft-feuchte von (50 5) % (nach DIN EN 23270), auer wenn anders vereinbart, mindestens 16 h konditionieren. DIN 55654:2015-08 11 7 Durchfhrung 7.1 Vereinbarungen Fr

48、die Durchfhrung und die Auswertung der Prfung muss vereinbart werden: der Reibzapfen; das Kratzmaterial nach 5.4; die Anzahl der Doppelhbe; das Kriterium fr die Auswertung, z. B. Glanz, Schleier, Helligkeit; Zeitspanne zwischen Kratzbeanspruchung und Messung von z. B. Glanz, Schleier, Helligkeit. Beispiele fr bliche Vereinbarungen sind im Anhang A enthalten. 7.2 Prfbedingungen Die Prfung bei einer Temperatur von (23 2) C durchfhren. Die relative Luftfeuchte whrend der Prfung messen und im Prfbericht angeben. Darauf achten, dass es bei hoher relativer Lu