该设备是测定材料在规定条件下试样受冲击出现破坏时的最高温度,即为脆性温度,可以对塑料及其他弹性材料在低温条件下的使用性能作比较性鉴定。

  低温脆性是橡胶、塑料以及各类弹性体在寒冷条件下能否正常使用的关键指标。材料在常温下柔软而带有弹性,温度下降到某一临界点之后,受外界的力的作用时不再发生塑性延展,而是直接开裂,甚至断成两截。这个由韧转脆的临界温度,一般称作脆性温度或脆化温度,记作Tb。要判定它,需要借助专门的低温冲击类设备,在可控的降温环境中给试样施加一次规定能量的冲击,再观察试样是否发生破坏。橡胶低温脆性冲击试验机BWD-C(也常被写作低温脆性冲击试验机、材料低温脆化冲击试验机、橡胶塑料抗冲击脆性仪、塑料低温冲击压缩试验机,型号BWD-C)正是用于这类试验的仪器。

  低温冲击脆性试验的基本做法是:把试样垂直夹持在夹持器上,浸入经制冷并已恒温的低温介质中,冷冻到规定时间;随后由冲击装置在很短的时间内完成一次冲击;取出试样后沿冲击方向弯折,观察有无裂纹、断裂等破坏迹象。若在该温度下试样出现破坏,说明温度已经低于材料的耐寒下限;若试样完好,则继续降低温度重复试验。通过在一系列温度点上反复测试,就能找到材料由不破坏转为破坏的临界温度,也就是脆性温度。

  BWD-C 属于单工位低温冲击类设备,同一时间夹持并测试的试样数量为 1 个。它依靠压缩机制冷,配合加热装置与介质搅拌实现恒温,温区覆盖从室温往下到 -70℃ 的范围(在室温 ≤25℃ 的条件下),适合对橡胶、塑料以及部分弹性材料做低温性能的比较性鉴定。

  这台仪器解决的是材料在低温下还能不能扛住一次冲击这样的一个问题。它不测拉伸强度,不测硬度,也不做连续疲劳加载,而是给出一个温度临界值。这个临界值可以横向比较不同橡胶配方、不同塑料牌号、不同硫化工艺之间的耐寒差异,也可当作来料检验与出厂抽检的判定依据。对研发人员,它用于筛选配方;对质检人员,它用于核对批次一致性;对使用方,它用于评估产品在寒冷地区或低温工况下的适配能力。

  市面上的低温类检测设备名目相近,用途却各有侧重。低温脆性类设备关心的是在哪个温度下材料会变脆;低温冲击强度类设备(如简支梁、悬臂梁冲击)关心的是在某个温度下材料还能吸收多少冲击能量;高低温试验箱关心的是材料长时间处在某个温度环境里性能会不会漂移。BWD-C 属于前者,出具的是脆性温度或脆化温度结果,而不是冲击强度数值。采购时先把这三类需求分清,再对应选型,能少走弯路。

  天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶以及各类混炼胶、硫化胶,都能借助这台设备比较耐寒水平。典型对象包括密封圈、O 型圈、垫片、胶管、胶板、减震件、桥梁支座橡胶层、建筑隔震支座橡胶层等。对这类制品而言,低温变脆往往意味着密封失效或结构开裂,是使用中较为常见的失效模式。

  聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺以及各类改性塑料与塑料合金,都可以做低温冲击脆化试验。典型对象包括管材、板材、薄膜、注塑件、电缆护套料、包装容器等。塑料的脆化温度与配方中的增塑剂、抗冲改性剂、填料比例关系紧密,同一牌号不同批次之间也也许会出现差异,因此这项测试在来料验收环节出现频率较高。

  电线电缆绝缘层与护套、连接器塑料件、开关外壳、继电器壳体、汽车线束护套、汽车电器塑料件等,都需要评估在低温度的环境条件下贮存和使用的适应性。北方地区冬季的室外温差、车载环境中的反复冷热交替,都会让材料承受低温冲击,试验结果可为选材与结构设计提供参考。

  沥青类、高分子类防水卷材在低温下柔韧性下降明显,低温弯折或低温冲击性能是常规检验项目。低温脆性类设备能为其耐寒性能提供佐证数据,配合柔度、低温柔性等指标一起判定。

  学校实验室用于材料学与高分子课程演示,科研院所用于新材料配方验证,军工单位用于低温工况下装备材料的适用性评估。设备操作步骤直观、单次试验耗时可控,也适合作为教学与培训的实操对象。

  同一台设备在不同厂家、不同平台、不同文献里往往有几个称呼,检索与比价时容易被绕晕。本文以橡胶低温脆性冲击试验机 BWD-C 作为统一称呼,其余叫法一并列出,便于对照检索。

  这是本文采用的名称,也是检索与询价时较为常见的写法。它以适用材料(橡胶)打头,紧接着点出低温、脆性、冲击三个要素,把适用对象与试验原理一并交代清楚。橡胶行业习惯把适用材料写在名称前面,用这个叫法去检索,命中的页面范围较宽,既包含单工位的低温脆性试验机,也包含多工位的同类设备。

  这是较为规范的整机名称,强调低温、冲击、脆性三个要素,突出试验原理是低温度的环境下施加冲击。GB/T 1682 与 GB/T 5470 两个标准对应的试验,都可以用这一称呼概括。它与橡胶低温脆性冲击试验机指的是一类设备,一个把材料写在前面,一个把试验原理写在前面。

  这一称呼把橡胶与塑料都涵盖进去,突出抗冲击与脆性,多用于产品介绍与页面标题。它与橡胶低温脆性冲击试验机指向同一类设备,只是命名角度不同。

  这两个称呼侧重不同侧面。前者突出低温与脆性,后者突出塑料材料的脆化温度这一术语。塑料行业习惯用脆化温度试验机,橡胶行业习惯用低温脆性试验机,本质是一类仪器的两种行业叫法。

  这一名称来源于早期化工行业标准,试验原理是用一定能量与速度的冲锤冲击压缩试样,求其破裂率达到特殊的比例时的温度。现在的设备大多沿用这一原理,但名称已经随标准更新而变化。

  低温冲击试验机冲击试验机是较宽泛的说法,既可能指低温脆性设备,也可能指常温简支梁、悬臂梁冲击设备。查找资料或询价时,把标准号与试验目的说清楚,能够尽可能的防止对错设备。

  原始资料说明,本仪器依据 GB1682 国家标准设计,各项技术指标符合 HG 2-162-1965 塑料低温冲击压缩试验方法和 GB5470-2008 塑料冲击脆化温度试验方法等国家标准的要求。按现行标准的规范写法,这里对应的是 GB/T 1682 硫化橡胶低温脆性的测定、HG/T 2-162-1965 塑料低温冲击压缩试验方法,以及 GB/T 5470-2008 塑料 冲击法脆化温度的测定。

  现行版本为 GB/T 1682-2014,采用单试样法。方法与 BWD-C 的配置对应良好:试样在低温介质中冷冻规定时间后受一次冲击,以一个试样为一个试验单元,通过逐级改变温度来逼近脆性温度。国际上的同类标准有 ISO 812 与 ASTM D746,二者多为多试样法,国内则用 GB/T 15256-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶 低温脆性的测定(多试样法)与之对应。

  该标准修改采用 ISO 974:2000,代替 GB/T 5470-1985。旧版名称为塑料冲击脆化温度试验方法,新版的名称改为塑料 冲击法脆化温度的测定,用词更贴近国际标准。标准的核心是用统计方法得出脆化温度,即试样破损率为 50% 时对应的温度,因此就需要准备足够数量的试样,按温度点分组测试再作统计。用于材料规范时,测定值的测量精度以不超过 ±5℃ 为界。

  该标准发布于 1965 年,适用于测定软塑料的低温冲击压缩耐寒温度,方法是在低温下用一定能量与速度的冲锤冲击压缩试样,求出破裂率为 50% 时的温度。需要说明的是,这一标准已经作废,但在设备说明与历史资料中仍常被引用,属于沿革性引用,实际试验时应以现行标准为准。

  试样在试验前的状态调节不可省略。塑料试样一般按 GB/T 2918 规定的标准环境进行状态调节,橡胶试样按 GB/T 2941 的通用程序处理。试样的内应力、吸湿量、表面缺陷都会影响脆性温度结果,规范的状态调节是数据可比的前提。

  •冲击弹簧技术方面的要求 a)自由状态:直径为 19mm,长度为 85mm〜90mm

  •冲击弹簧技术方面的要求 b)压缩状态:长度为(40±1)mm,负荷为 108N〜118N

  对上述数据作几点补充说明。控温范围以室温 ≤25℃ 为前提,若实验室环境和温度偏高,降温段的能力会相应变化。降温速度按三段给出,越接近低温区段,单位时间可降下的温度越少,这是压缩机类制冷系统的共性。外观尺寸与工作室尺寸分开标注,前者决定设备占用的场地面积,后者决定可容纳的试样与夹具规格。原资料在尺寸名称前带有程度限定含义的用词,本文按规范写法直接标注为外观尺寸,数值与单位保持一致。冷却介质可用乙醇或其他不冻液,乙醇成本低、易获取,但挥发性较强,需注意通风与补充。

  设备由制冷压缩机主机体、加热装置、电子控制箱、冷却槽、冷却介质循环系统、自动报警装置等部分所组成。这几部分各司其职:制冷压缩机主机体负责产生冷量;加热装置负责在接近设定温度时按比例补充热量;电子控制箱负责采集温度、执行控温与计时逻辑;冷却槽是试样与介质的容身之处;介质循环系统负责把槽内温度搅匀;自动报警装置在异常时给出提示。

  启动制冷开关后,压缩机开始工作,制冷系统进入正式工作状态。压缩机连续不断运行,持续把冷却槽中的热量带走。当槽温接近设定值时,加热装置开始按比例提供热量,用以平衡制冷系统产生的多余冷量,两者一冷一热相互抵消,槽温便被稳定在设定值附近。这种制冷不间歇、加热来微调的方式,可以缩短温度回升的等待时间,让温度波动控制在较小范围内。

  搅拌电机带动冷却槽内的冷却介质不断流动,使槽内各处的温度趋于一致。介质不流动时,靠近制冷蒸发器的区域偏冷,靠近槽壁的区域偏热,试样所处的实际温度就会与显示温度出现偏差。搅拌的作用正是消除这一偏差,让温度均匀一致,也间接提高了试验结果的重复性。

  试样夹持器针对不一样材料做了区分。橡胶类采用单式样夹持,一边夹持 1 个试样;塑料类采用多式样夹持,一边可夹持 5-15 个试样。多式样夹持适合需要按温度点分组统计的塑料脆化试验,可以在同一温度下同时处理多个试样,提高试验效率;单式样夹持则把注意力集中在一个试样上,便于观察破坏形貌。

  冲击装置由冲击锤和自锁机构组成。自锁机构的作用是在冷冻阶段把冲击锤固定在待发位置,等到冷冻时间结束,再释放冲击锤完成一次冲击动作。这样的结构可以让冲击时刻与冷冻时长严格对应,减少人为操作带来的时间误差。冲击弹簧的规格与安装状态直接决定冲击能量,因此资料中对弹簧的自由长度、压缩长度与负荷都作了规定。

  接通电源,确认温控仪和计时器显示灯亮起。若显示异常,先检查电源电压是否在 220V--240V、50Hz 范围内,再检查插头与线路是否接好。设备应在工作时候的温度 ≤25℃ 的环境中运行。

  向冷井中注入冷冻介质,通常用工业乙醇。注入量应保证夹持器的下端到液面的距离为 75±10mm。液面过高容易溢出,过低则试样浸入不充分,两者都会影响温度均匀性。

  将试样垂直夹在夹持器上。夹持力度要适中,过紧会使试样发生变形,过松则可能在冷冻或冲击过程中脱落。装夹前应检查试样表面有无气泡、裂纹、毛刺等缺陷,有缺陷的试样应剔除。

  按下夹持器,开始冷冻试样,同时启动时序控制开关计时,也可以用秒表人工计时。试样冷冻时间规定为 3.0±0.5min。试样冷冻期间,冷冻介质温度波动不允许超出 ±1℃。这段时间用于让试样芯部温度与介质温度达到平衡,时间不足会导致试样内部温度偏高,结果偏乐观。

  提起升降夹持器,使冲击器在半秒钟内冲击试样。冲击动作要干脆,避免二次冲击。每个试样只准冲击一次,重复冲击会破坏结果的对应关系。

  取下试样,将试样按冲击方向弯曲成 180°,仔仔细细地观察有无破坏。裂纹、断裂、孔洞都算破坏;试样完好,弯曲后能复原,则视为未破坏。观察时建议在光线充足处进行,必要时借助放大镜。

  试样经冲击后如出现破坏,应提高冷冻介质的温度;如未出现破坏,则降低其温度,接着来进行试验。温度调整的步距可以参照标准规定或企业内部的作业指导书,一般以 1℃ 至 2℃ 为一档。当相邻两个结果相差不大于 1℃ 时,即试验结束,此时的临界温度即可作为该材料的脆性温度。

  试验记录至少应包含材料名称与牌号、试样尺寸与数量、状态调节条件、介质种类、各温度点的试验结果、判定结论以及试验日期与操作人。记录完整,结果才具备可追溯性。报告可以按单值给出脆性温度,也可以同时附上试验温度序列与破坏情况。

  在试验过程中不能切断冷却循环,否则会产生不制冷的效果,已经降下来的温度会迅速回升,正在进行的试验只能作废。

  气缸压力在出厂前已经调节好,不能任意变动。气缸压力关系到冲击力度与动作速度,一旦改动,冲击能量随之偏离设定值,试验条件就不再可控。

  冷却介质温度较低,取放试样应佩戴低温防护手套,避免皮肤非间接接触介质与低温金属件。试验区域保持通风,乙醇挥发气体积聚既影响操作环境,也存在安全隐患。

  设备工作电源为 220V--240V、50Hz、1.5kW,应使用带接地的插座,并保证线路容量充足。保持电子控制箱周边干燥,清洁设备前先断开电源。

  出现温度长时间无法降到目标值、压缩机声音异常、报警装置持续给出提示等情况时,应停止试验、断开电源,再联系维护人员检查,不要带故障继续运行。

  冷冻时间取 3.0±0.5min,最近一段时间是试样温度趋于均匀的过程。试样厚度较大时,可以适当延长,但需要在记录中注明,以免与按标准条件得到的数据直接比较。

  起始温度一般选在预估脆性温度以下,随后根据破坏情况逐级调整。步距过大会漏掉临界点,步距过小则试验次数剧增。真实的操作中常用 2℃ 或 5℃ 起步,接近临界点时再缩小到 1℃。

  破坏判据要事先统一并写进作业指导书。裂纹、断裂、孔洞按破坏计;仅有压痕或轻微变形而没有开裂的,按未破坏计。不同人员对同一样品的判断出现分歧时,以事先约定的判据为准。

  单试样法以一个试样为一个测试单元,逐级逼近临界温度;需要按破损率统计的塑料脆化试验,则要在每个温度点准备足够的试样,用统计方法计算脆化温度。试样数量的选择取决于所依据的标准和所要达到的数据精度。

  结果可以表示为脆性温度或脆化温度,单位用摄氏度。表示单试样法结果时,应说明是出现破坏的临界温度;表示统计法结果时,应说明破损率对应的比例。两种表示方式不能混用。

  答:控温范围为室温 -70℃,前提是室温 ≤25℃。若实验室环境和温度偏高,低温段的降温能力会受到影响。

  答:恒温精度为 ±0.3℃。试验过程中要求介质温度波动不超过 ±1℃,设备能力留有余量。

  答:可装试样数量为 1。夹持器的工况有一定弹性:橡胶类一边夹持 1 个试样,塑料类一边可夹持 5-15 个试样,具体按试验方案确定。

  答:乙醇或其他不冻液。工业乙醇取用方便、成本可控,但挥发性强,需要及时补充并保持通风。

  答:数字计时器范围为 0 秒到 99 分钟,分辨率为 1 秒,满足冷冻时间 3.0±0.5min 的计时需求。

  答:冲击装置的弹簧在压缩状态下,冲击器端部到试样的距离为(25±1)mm。

  答:夹持器下端到液面的距离为 75±10mm。注入介质时可以用尺量一下,避免凭经验估计。

  答:一次冲击对应一个温度点的一次判定。重复冲击会让试样在同一温度下承受多次载荷,破坏与否的判断失去对应关系。

  答:当相邻两个结果相差不大于 1℃ 时,即试验结束。此时对应的临界温度就是该材料的脆性温度。

  答:操作流程接近,但所依据的标准与结果表示不同。橡胶常按 GB/T 1682 的单试样法,塑料常按 GB/T 5470 的冲击法,后者用统计方法得出破损率为 50% 时的温度。

  答:工作时候的温度要求 ≤25℃,电源为 220V--240V、50Hz、1.5kW,同时需要通风良好、地面平整的场地,便于搬动与维护。

  答:因为不同温区的制冷效率不同。0℃ 到 -30℃ 与 -30℃ 到 -40℃ 约为 2.5℃/min,-40℃ 到 -70℃ 约为 2.0℃/min。了解这一点,安排试验时可以更合理地预留降温时间。

  答:先看冷却循环是否被切断,再看冷却介质是否足量、压缩机是不是正常工作、环境和温度是否偏高。逐项排查后再作判断,不要直接调节气缸压力。

  答:不能直接等同。脆性温度反映的是材料在受冲击条件下的耐寒临界点,实际使用还涉及持续载荷、疲劳、介质接触等因素,两者应分别评估。

  答:前者给出的是温度临界值,回答在哪个温度下变脆;后者给出的是能量数值,回答在某个温度下还能吸收多少冲击能量。两台设备测的是不同指标。

  试验结束后应及时取出试样,清理夹持器与冷却槽内的残留物,擦干槽体与台面。冷却介质若明显污染或含水,应更换。

  乙醇挥发较快,经常使用后浓度下降会影响降温能力,应按周期检查并补充。更换介质前先断开电源,待设备回温到常温再操作。

  定期观察压缩机运行声音与外壳温度,留意管路结霜情况是否异常。制冷系统属于封闭回路,非维护人员不宜自行拆动。

  气缸、气压阀、电磁阀属于气动元件,应按时进行检查气路有无泄漏、动作是否顺畅。气缸压力在出厂前已经调节好,日常维护不要随意改动。

  温度控制表、时间计数器、按钮开关、冲击主板构成电子控制部分,日常应注意防潮防尘。发现显示跳字、按键失灵等情况,及时记录并报修。

  冲击装置的弹簧属于损耗件,经常使用后弹性会有所变化。定期核对弹簧的自由长度、压缩长度与负荷是否仍在规定范围内,超出范围应更换。

  作为出具数据的设备,建议按周期对控温系统做校准,常用的依据是环境试验设备温度校准的相关规范。校准记录应归档保存,作为数据可信度的支撑材料。

  设备的配置以稳定性与耐用性为出发点,核心部件大致分为以下几类。制冷部分采用双压缩机配置,共 2 只,用于提供低温段的冷量;感温部分配置感温探头 1 只,型号为 PT-100,用于实时采集槽内温度;气动部分包含气缸 2 只、气压阀 1 只、电磁阀 2 只,用于驱动夹持与冲击动作;控制部分包含温度控制表 1 个、时间计数器 1 个、按钮开关 2 个、冲击主板 1 个,构成完整的电气控制链路;执行部分包含冲击装置 1 只,用于完成对试样的单次冲击。

  先看温区是否覆盖试验所需达到的温度下限。控温范围为室温 -70℃,若试验温度只到 -40℃ 左右,这一温区已有余量;若需要更低的温度,则要确认设备的低温段能力。再看试样尺寸与数量是否放得下,工作室有效工作空间为 280×170×120mm,可装试样数量为 1,夹持器在多式样工况下可夹持 5-15 个试样。

  外形尺寸为 900×500×800mm,需要预留出操作与维护的空间。工作电源为 220V--240V、50Hz、1.5kW,普通实验室插座的带载能力不够时应确认线路负载。冷却介质为乙醇或其他不冻液,要考虑存放与通风条件。

  若日常试验以橡胶单试样法为主,设备配置与流程可以按 GB/T 1682 的要求组织;若以塑料脆化温度统计法为主,则要预留足够试样数量并按 GB/T 5470 的分组方式安排试验。试验方案先行,设备配置随之确定,这条顺序不要颠倒。

  橡胶低温脆性冲击试验机BWD-C技术说明:用途、技术数据、结构原理与操作维护要点。标题控制在三十个字上下,把设备名称、型号与内容主题一并说清。

  介绍橡胶低温脆性冲击试验机BWD-C(橡胶塑料抗冲击脆性仪)的用途、适用行业、控温范围、恒温精度等技术数据,及结构原理、使用方法与维护要点,供橡胶塑料耐寒性能检验测试选型参考。

  核心词:橡胶低温脆性冲击试验机BWD-C、低温脆性冲击试验机、橡胶塑料抗冲击脆性仪、低温脆性试验机、材料低温脆化冲击试验机。长尾词:橡胶低温脆性冲击试验机使用方法、橡胶低温脆性试验怎么做、塑料脆化温度试验方法、低温脆性冲击试验机技术参数、脆性温度与脆化温度的区别、GB/T 1682 单试样法操作步骤、GB/T 5470 塑料冲击法脆化温度、低温脆性试验机冷却介质选择、低温脆性试验机使用方法与注意事项。

  主关键词在正文中的出现密度建议控制在 2% 到 5% 之间,在导语、章节标题、小标题与收尾段落各出现一次,正文中自然穿插,避免在同一段里反复堆叠。设备名称与型号可以交替使用全称与简称,兼顾可读性与覆盖度。

  使用一级、二级、三级标题组织内容,层级清晰。每个二级标题下至少写两段正文,防止只有标题没有内容的空章节。问答部分采用问:……答:……的形式,贴合用户的提问句式,有利于在搜索出来的结果的问答类场景中被引用。

  在相关页面之间建立内链,锚文本用设备名称或标准号,例如指向同类设备页面的低温脆性冲击试验机,指向方法说明页面的GB/T 1682 单试样法。锚文本与目标页面主题保持一致,不要用点击这里这类无信息量的文字。

  设备外观图、结构示意图、试样装夹示意图可以配在对应段落附近。图片文件名使用英文或拼音的语义化命名,替代文本写明画面内容,例如橡胶低温脆性冲击试验机BWD-C 整机外观。

  发布时可为设备说明类页面添加产品与问答类的结构化标记,帮助搜索引擎理解页面内容。正文中的标准号、技术数据如有更新,应及时修订并保留修订日期,保持页面时效性。