塑料滑動摩擦磨損試驗機對式樣的要求

塑料滑動摩擦磨損試驗機對材料（試樣）的要求比較嚴格，以確保測試結果的準確性、可重復性和可比性。這些要求主要涉及以下幾個方面：

1.尺寸與形狀：

符合夾具要求：這是最基本的要求。試樣必須能夠牢固、穩定地安裝在試驗機的固定夾具和運動夾具（或對磨件）中，不能松動、晃動或傾斜。常見的試樣形狀包括：

圓盤狀：常用于旋轉式摩擦磨損試驗機（如銷盤式、環塊式）。有嚴格的直徑和厚度要求。

方塊狀/板狀：常用于往復式摩擦磨損試驗機（如球盤式、針盤式、塊環式）。有嚴格的長、寬、高要求。

圓柱狀（銷狀）：常作為對磨件（如銷盤式），或作為試樣本身（如某些特定測試）。

尺寸精度：尺寸必須精確加工，公差通常很小（例如±0.02mm或更小）。尺寸偏差會影響接觸壓力、接觸面積和裝夾穩定性。

標準化：很多測試遵循國際標準（如ASTMG99,ASTMG133,ISO7148等）或行業標準，這些標準對試樣尺寸有明確規定。必須嚴格按照所選標準或設備制造商的要求加工試樣。

2.表面狀態：

表面粗糙度：這是極其關鍵的因素。

初始狀態一致性：為了獲得可比較的結果，所有待比較的試樣（以及不同批次的同種材料）的測試表面應具有相同且可控的初始表面粗糙度。通常需要經過精磨或拋光處理。

典型要求：對于大多數精密摩擦磨損測試，測試表面的算術平均粗糙度要求達到Ra≤0.8μm(有時甚至要求≤0.4μm或更低)，以減少初始粗糙度對摩擦系數和磨損機制（如犁溝效應）的干擾。

特殊情況：如果研究目的就是考察原始加工表面（如注塑表面）的摩擦磨損性能，則需保持其原始狀態，但必須在報告中明確說明。

表面平整度/平行度：

測試表面平整度：測試面應盡可能平整，避免局部凸起或凹陷，否則會導致接觸壓力分布不均，影響磨損結果。

上下表面平行度：對于板狀或盤狀試樣，其兩個相對主表面（通常是測試面和裝夾面）應保持良好平行度（例如公差在0.02mm/m以內）。平行度差會導致裝夾應力不均或測試過程中接觸狀態不穩定。

清潔度：測試表面必須清潔、干燥、無油污、無灰塵、無脫模劑殘留或其他污染物。污染物會顯著改變摩擦系數和磨損行為。通常使用無水乙醇、丙酮等揮發性溶劑清洗，并用干凈的氣體（如壓縮空氣、氮氣）吹干。

3.厚度/高度：

足夠厚度：試樣需要有足夠的厚度（或高度），以確保在測試過程中：

有足夠的剛性，避免發生明顯的彎曲或振動。

能承受裝夾力而不變形。

磨損深度測量時，磨損量相對于厚度足夠小（通常要求磨損深度小于試樣厚度的10%），以避免基體效應或試樣整體剛度變化對結果的影響。

厚度均勻性：厚度應在整個測試區域內保持均勻。

4.材料特性：

均勻性：試樣材質應盡可能均勻。對于復合材料或填充塑料，填料/增強相的分布應均勻，避免局部區域性能差異過大導致磨損結果異常。

內部缺陷：應避免氣泡、空洞、雜質、未熔融顆粒等內部缺陷，尤其是在測試表面附近，這些缺陷會成為磨損的起源點或加速磨損。

各向異性：對于具有各向異性的材料（如纖維增強塑料、某些擠出或注塑件），試樣的取向（測試面相對于材料流動方向或纖維方向）必須明確標注并在報告中說明，因為摩擦磨損性能可能隨方向變化。測試標準有時會規定特定取向。

狀態：材料的狀態應明確且一致。例如：

吸濕性塑料：如尼龍，其含水量對摩擦磨損性能影響很大。測試前需要按照標準進行狀態調節（如特定溫濕度下的平衡）。

結晶度/熱處理狀態：對于受加工歷史影響的材料，狀態應保持一致。

殘余應力：加工過程中產生的殘余應力應盡量消除（如退火），或保持一致，并在報告中說明。

5.與測試目的的適配性：

雖然標準試樣但有時為了模擬實際工況，可能需要定制特殊形狀的試樣（如齒輪齒形、軸承滾道截面等）。這時需要確保定制試樣在試驗機上能可靠裝夾，接觸幾何和運動方式能合理模擬實際工況。

總結關鍵點：

嚴格遵循標準/手冊：首要任務是查閱并嚴格遵守所依據的測試標準（如ASTM,ISO,GB等）或試驗機操作手冊中對試樣的具體要求。

尺寸精確，匹配夾具。

表面光滑潔凈：初始表面粗糙度需低且一致，表面平整、清潔無污染。

厚度足夠且均勻。

材質均勻一致：無缺陷，明確材料狀態（濕度、取向、應力等）。

裝夾穩固可靠：確保測試過程中無松動、振動或偏斜。

不符合要求的后果：

數據離散大：重復性差，無法進行有效比較。

結果失真：摩擦系數異常偏高或偏低，磨損量不反映材料真實性能（如因表面粗糙導致犁溝主導磨損）。

測試失敗：試樣裝夾不穩飛出、提前斷裂、過度變形。

損壞設備：裝夾失效可能導致設備部件損壞。

因此，在準備用于塑料滑動摩擦磨損試驗的試樣時，精密加工、嚴格控制和詳細記錄試樣的各項參數至關重要。

常見塑料摩擦磨損試驗標準

ASTMG99銷盤式試驗機盤狀試樣：直徑通常≥50mm，厚度≥5mm；銷狀試樣：直徑通常26mm，長度≥10mm

ASTMG133線性往復式試驗機方塊/板狀試樣：尺寸約10x10x3mm至25x25x10mm，具體依設備而定

ISO7148多種類型試驗機根據具體試驗方法選擇試樣類型和尺寸，如盤狀、板狀或環狀試樣

ASTMD3702止推墊圈式試驗機環形試樣：外徑通常≥35mm，內徑≥15mm，厚度≥3mm

GB/T3960國產摩擦磨損試驗機通常使用圓盤狀試樣：直徑約4050mm，厚度≥5mm

在準備試樣時，務必參考具體試驗方法標準中規定的詳細尺寸要求。