Pendelschlagwerk für Metall Model 304 ISO-1

Beschreibung
Oberflächenbeschichtungen sind in der Praxis häufig Schlag‑ und Stoßbelastungen ausgesetzt, die zur Verformung des Substrats führen und Haftung sowie Zusammenhalt der Beschichtung beeinflussen können. Kugelschlagprüfgeräte werden eingesetzt, um Widerstandsfähigkeit, Verformbarkeit und Duktilität von Beschichtungen und Substraten sowie die Haftfestigkeit der Beschichtung zu prüfen. Der Kugelschlagversuch simuliert diese Beanspruchung unter genormten Bedingungen, indem ein definiertes Gewicht durch ein Führungsrohr auf das Prüfmuster fällt; die probezugewandte Seite des Gewichts ist als Kugelkopf (für ASTM und ISO‑1) oder als Patrizenstößel (für ISO‑2) mit festem Durchmesser ausgeführt.

Allgemeine Beschreibung
Das Kugelschlagprüfgerät Modell 304 besteht aus einer stabilen Grundplatte mit einem aufmontierten Halterarm, in den das längs geschlitzte Fallrohr eingeklemmt wird. Bei ISO‑Versionen erleichtert ein Spannhebel die schnelle Einstellung auf unterschiedliche Probendicken und kann zum freien Drehen ausgerückt werden. Unter dem Fallrohr, in der Grundplatte aufgenommen, ist die normative Matrize montiert; sie ist leicht austauschbar und so genau ausgeführt, dass die Mittelachsen von Führungsrohr und Matrize zusammenfallen. Am unteren Ende des Fallgewichts ist der Kugelstößel oder der Patrizenstößel angebracht; ein seitlicher Zapfen wird in der Längsschlitzführung mitgeführt und dient zum manuellen Anheben des Fallgewichts auf die gewünschte Fallhöhe. Bei ISO‑Varianten kann die Masse des Fallkörpers durch Aufschrauben eines Zusatzgewichts verdoppelt werden (Gesamtgewicht bis zu 4 kg möglich).

Durchführung der Kugelschlagprüfung
Die Proben sind gemäß den einschlägigen Normen vorzubereiten (Oberflächenbehandlung des Schichtträgers, Auftrag und Aushärtung des Beschichtungsmaterials, Lagerung, Schichtdickenmessung, ggf. Kreuzschnittprüfung etc.). Danach sind zwei grundsätzliche Entscheidungen zu treffen:

• Der Einschlag kann auf die Beschichtungsseite gerichtet werden, um eine konkave Verformung (Intrusion) zu erzeugen, oder auf die Rückseite zur Erzeugung einer konvexen Verformung (Extrusion); die Normen lassen die Wahl zwischen beiden Verfahren oder eine Abstimmung zu.
• Bezüglich der Prüfenergie besteht die erste Möglichkeit darin, einen vereinbarten potenziellen Energie‑Wert zu Beginn des Falls einzustellen. Dies liefert einen Go/No‑Go‑ bzw. Pass/Fail‑Befund hinsichtlich der Rissbildung unter schneller Verformung und ist ein qualitatives Verfahren, das die schnelle Prüfung einer Reihe von Proben ermöglicht.

Quantitative Prüfung
Ein quantitatives Ergebnis wird durch wiederholte Einschläge erzielt, um die minimale Energie zu bestimmen, die Schaden verursacht. Die Fallhöhe und damit die Aufprallenergie wird variiert, bis Rissbildung und/oder Haftverlust auftreten. Der Energie‑Wert, der zu dem Schaden führte, ist durch wiederholte Prüfungen und weitere Prüfflächen zu bestätigen; bei unterschiedlichen Ergebnissen empfiehlt sich die Ermittlung eines Mittelwerts. Es ist sicherzustellen, dass die Prüfstellen ausreichend weit vom Rand (mindestens 35 mm) und voneinander (mindestens 70 mm Mitte zu Mitte) entfernt liegen.

Auswertung und Interpretation
Die durch den Kugelschlag verformten Proben werden in der Regel visuell auf Risse und Ablösungen untersucht, gegebenenfalls mit Hilfe einer Lupe. Um weniger auffällige Fehler sicherer zu erkennen, schlägt die Norm ASTM D2794 zwei empfindlichere Untersuchungsmethoden vor:

• Auftragen einer Kupfersulfatlösung auf die Probe, um kleinste Mängel der Beschichtung kontrastreich sichtbar zu machen; dieses Verfahren ist nur wirksam, wenn das Basismaterial Stahl ist und ein etwaiger Korrosionsschutzüberzug (z. B. Phosphatierung) durch den Schlag durchbrochen wurde.
• Bei elektrisch isolierenden Beschichtungen auf metallischem Träger kann die Prüfzone auch mit einem Porositätsprüfgerät untersucht werden; hierfür genügen einfache Leitfähigkeitstester mit 9 V DC‑Versorgung und einem angefeuchteten Schwamm als Prüfsonde.

Einheiten und Umrechnung
Die Aufprallenergie wird in den einzelnen Normen unterschiedlich angegeben. In ISO, DIN, NF und SNV dient die Fallhöhe (mm) in Verbindung mit der Masse als relative Energieskala. Andere Normen legen die Verwendung absoluter Energieeinheiten fest: kg·m (ISO 6272, ASTM D2794) oder inch·lbs (ASTM D2794). Diese Einheiten verhalten sich zueinander wie folgt: 0.1 kg·m = 8.8 inch·lbs. Wegen der unterschiedlichen Abmessungen von Kugel und Matrize ist eine genaue Umrechnung der Ergebnisse verschiedener Kugelschlag‑Prüfverfahren nicht möglich.

Normen

• ISO 6272-1
• ISO 6272-2
• ASTM D 2794

Zubehör (Auswahl auf der Produktseite)

• ISO/IEC 17025 akkreditierte Kalibrierung – Modell 304 ISO (Bestelloption)
• ISO/IEC 17025 akkreditierte Kalibrierung – Modell 304 (Zusatzgewicht) (Bestelloption)
• Retrofit‑Kits (ISO‑1 zu ISO‑2, ISO‑1 zu ASTM) (Bestelloptionen)
• Zusätzliche Aufschraubgewichte, Halte/Freigabegerät, Sicherheitsbefestigung und Herstellerprüfbescheinigungen (Bestelloptionen)

Charakteristika / Spezifikationen

• Antrieb: Manuell
• Kugel‑Ø: 0.79" (20 mm)
• Fallgewicht: 1 + 1 kg (Hauptgewicht + Zusatzgewicht)
• Matrizen‑Ø: 1.1" (27 mm)
• Skala / Teilung: 1000 / 5 mm
• Portabel / Stationär: Stationär