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熱變形維卡軟化點溫度測試儀的工作流程需嚴格遵循相關標準(如 ISO 75、GB/T 1633 等),確保測試條件統一、結果可靠。以下是詳細的分步流程,涵蓋從試樣準備到結果輸出的全環節:
一、測試前準備階段
1. 試樣制備與狀態調節
試樣規格:
熱變形溫度(HDT)試樣:通常為長 80mm× 寬 10mm× 厚 4mm 的條形(厚度允許 ±0.2mm),表面需平整、無氣泡、裂紋或明顯雜質;
維卡軟化點(VST)試樣:可為厚度 3-6mm 的片材(面積≥10mm×10mm),若為板材需切割成至少 10mm×10mm 的方塊,確保表面光滑。
狀態調節:
試樣需在(23±2)℃、相對濕度(50±5)% 的環境中放置至少 48h(特殊材料按標準延長),消除加工內應力,避免影響測試穩定性。
2. 設備檢查與調試
加熱介質準備:
向加熱槽注入合適的介質(如硅油、礦物油,需耐高溫且流動性好),液面高度需確保試樣浸沒(通常高于試樣上表面 5mm 以上),避免局部溫度不均。
儀器功能檢查:
檢查加熱系統:確保加熱管、攪拌裝置(如循環泵、攪拌槳)正常工作,介質能均勻對流;
檢查負荷系統:砝碼是否完好(無銹蝕、質量偏差≤1%),力傳感器校準是否在有效期內;
檢查變形測量系統:位移傳感器(如千分表、光柵尺)精度是否達標(≤0.01mm),與試樣接觸的測頭是否清潔無磨損。
參數設定:
根據測試標準和材料要求,在控制系統中設置:
測試類型:HDT 或 VST;
升溫速率:常用 50℃/h 或 120℃/h(需嚴格按標準選擇,如 GB/T 1633 中 HDT 默認 50℃/h);
負荷值:
HDT:1.82MPa(用于剛性較大材料)或 0.45MPa(用于較軟材料);
VST:50N(VST A)或 10N(VST B);
終止變形量:HDT 為 0.25mm(試樣厚度的 1/16),VST 為 1mm(壓針刺入深度)。
二、測試操作階段
1. 試樣安裝
HDT 測試安裝:
將試樣水平放置在三點彎曲夾具的兩個支撐點上(跨度通常為 64mm,即支撐點間距 = 試樣長度 - 16mm);
調整上壓頭位置,使其對準試樣中點,確保負荷垂直施加在試樣中心,避免偏心。
VST 測試安裝:
將試樣放在水平平臺上,確保測試面朝上;
調整壓針(直徑 1.0mm 平頭針)位置,使其垂直對準試樣表面中心,針尖與試樣表面輕輕接觸(無初始壓力)。
2. 初始負荷與零點校準
施加初始負荷:
通過砝碼或力傳感器施加測試所需的負荷(如 HDT 1.82MPa 對應砝碼質量需根據試樣截面積計算:負荷 = 力 / 面積);
確保負荷施加平穩,無沖擊(避免試樣瞬間變形)。
變形零點校準:
待負荷穩定后,將位移傳感器清零,記錄初始變形量為 “0",確保后續測量的是試樣受熱后的凈變形。
3. 啟動測試與數據采集
加熱啟動:
啟動加熱系統,按設定速率升溫(如 50℃/h 需控制每分鐘升溫≈0.83℃),同時開啟介質攪拌,確保槽內溫度均勻(各點溫差≤±0.5℃)。
實時監測:
設備自動同步記錄溫度(精度 ±0.1℃)和變形量(精度 ±0.01mm),生成 “溫度 - 變形" 曲線;
當變形量達到設定閾值(HDT 0.25mm、VST 1mm)時,儀器自動記錄此時的溫度,即為該試樣的 HDT 或 VST 值。
異常處理:
若試樣在達到規定變形前發生破裂,需記錄破裂時的溫度,并在結果中注明 “試樣破裂"。
4. 平行測試
同一材料需測試至少 3 個平行試樣(確保試樣來自同一批次、制備條件一致),以減少偶然誤差。
每個試樣測試完成后,需清理夾具和壓針,更換新試樣,重復上述步驟。
三、測試后處理階段
1. 數據計算
對 3 個平行試樣的測試值取算術平均值,作為最終結果(若單個值與平均值偏差超過 5%,需重新測試該試樣);
結果保留小數點后一位(如 HDT 125.3℃、VST 89.5℃)。
2. 結果判定
若平行試樣的相對偏差≤3%(如平均值 100℃,單個值需在 97-103℃范圍內),則結果有效;
若偏差過大(>5%),需檢查試樣制備或設備狀態,重新測試。
3. 設備清理與記錄
測試結束后,關閉加熱系統,待介質冷卻至 50℃以下后,取出試樣殘渣,清理加熱槽和夾具,避免介質殘留影響下次測試;
記錄測試條件(如介質類型、升溫速率、負荷值)、試樣信息(材料名稱、批號、尺寸)及測試結果,形成完整報告。
關鍵注意事項
溫度均勻性:介質攪拌不足會導致試樣局部過熱,使測試值偏低,需定期校驗槽內多點溫度(如用標準熱電偶在不同位置測量溫差);
負荷準確性:砝碼磨損或力傳感器漂移會導致負荷偏差,建議每年用標準測力儀校準負荷系統(誤差需≤±1%);
試樣狀態:試樣表面不平整或內應力未消除會導致結果波動,需嚴格控制試樣制備和狀態調節過程。
通過以上標準化流程,熱變形維卡測試儀可精準量化材料的耐熱性能,為材料選型、工藝優化提供可靠數據支持。