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ASTM-D-3170-03涂层耐剥落的试验方法

涂层耐剥落的试验方法
1. 范围
1.1这个测试方法涵盖了石头或其他飞行物体对涂层耐剥落损坏的测定。
注释1----这个测试方法与SAE J-400类似。
1.2 公制单位值被认为是标准。括号内所给英制单位仅供参考。所有未注尺寸都是公称尺寸。
1.3 这个标准并不旨在解决所有的安全问题,如果有的话,与其使用相关。此标准的用户有责任建立适当的安全与健康操作并在使用前确定监管限制的适用性。
2.参考文件
2.1 ASTM标准:
D 609对冷轧钢板准备的用于测试油漆、清漆、转化膜和相关涂料产品的实践²
D 823生产均匀厚度的油漆，清漆和用于测试板的相关产品的薄膜的实践²
D 1005千分尺有机涂层的干膜厚度测量的测试方法²
D1186 用于铁基的非磁性涂层的干膜厚度非破坏性测量的测试方法²
D1400用于有色金属基体的绝缘涂层的干膜厚度非破坏性测量的测试方法²
D1733 用于测试油漆、清漆、亮漆和相关产品的铝合金板的制备方法³
D2201 用于测试油漆和相关产品的镀锌的和镀锌合金的钢板的制备实践²
2.2 其他文件:
表面涂层的耐剥落测试（J-400）4
3. 测试方法总结
3.1标准化道路碎石通过在涂层标本上用一个控制鼓风进行设计。所有的测试在控制温度的条件下进行,通常在环境温度(室内)或在-29°C±3°C(-20°±5°F)的情况下进行。砾石冲击后,用胶带消除松散的涂层剥落物，进而决定剥落的程度。
4. 意义和用途
4.1业主主要考虑汽车表面的主要面和主要边缘的碎涂层的剥落,是不可接受的。在制定涂料或涂层系统以满足服务需求时，飞行物造成的耐剥落，如碎石就是其中一个重要的属性，因为它会因为其他属性的调整而相差很大。既然耐剥落在低温下下降一部分是灵活性下降的结果,那么测试应在一个较低的温度下进行，这样的话测试会更直接和操作条件有关。这个测试方法的目的是通过在涂层面板上的媒介产生一个控制的冲击量来提高再现性。
5. 设备
5.1 碎石投射机器（碎石冲击试验机）按照图形1 5中的设计规范建造。
1. 5有两种碎石冲击试验机：老的内阁风格的和新的有一个电子供给机制的组装风格的。
注释2---对于每周运行的碎石冲击试验机，建议按照附录X1中的操作/维修清单至少每月进行检查。如果不太运作，每6个月对碎石冲击试验机进行一次检查。注意清单中的值是针对标准碎石测试协议。

图形1：碎石投射机器
其他的媒介类型需要不同的规格。
5.2碎石----水蚀冲击碎石一个16mm( 5 ⁄ 8 –英寸)的空间屏幕但是保持在一个9.5-mm ( 3 ⁄ 8 –英寸)的空间屏幕。注意不能用网筛取代空间屏幕。
在重复使用碎石前需要去除碎石片。经合同双方同意，可使用其他媒介。
5.3 胶带，100mm（4英寸）宽7。经合同双方同意，可使用其他胶带。
5.4 温度-调节设备(替代选择):
5.4.1 一个冷的房间或足够大的冰箱，使碎石投射机器和测试样本可以维持在指定的测试温度。
5.4.2 一个冰箱或冷却器，使测试面板可以冷却到5°C(10°F)低于指定的测试温度。
5.4.3 周围环境—房间维持在20°C (68°F) and 30°C (86°F)温度之间。
5.5 透明网格---用大约3.176毫米厚x12.7厘米正方形(1⁄8X5X5英寸)的透明塑料制品建造成的一个剥落计数工具，在上面2.54厘米（1英寸）正方形的一个10.16厘米X10.16厘米（4X4英寸）的网格进行腐蚀或刻线。
5.6剥落等级标准----摄影透明度8描画每个范畴的尺寸和数量。看图表2是透明度的一个例子。这些标准描述不同程度的碎屑严重程度并根据碎屑的频率从最好到最差有序地排列。
6. 试样
6.1试样的组成，表面处理和尺寸应当经买方和卖方双方同意。测试板通用尺寸为102X 305毫米(4X12英寸)。
注释3----建议每个试样三个复制被暴露在碎石冲击试验机上。更多的复制将提高准确性。

注释----经SAE EA-400 (c) 1985，汽车工程协会许可重印。
图2：剥落等级呈现

6.2 涂层的数量，类型，应用方法和年限应经买卖双方一致同意。
注释4----应用，金属制备和薄膜厚度测试方法依照ASTM实践：D 609, D 823 和D 2201, 和测试方法 D 1005, D 1186, D 1400和D 1733.
7. 程序
7.1使试样在5.4中指定的设备中在特定的测试温度下适应至少1小时。确保测试样品是分离的并可进入空调环境，以使最佳热传递出现。
7.2 打开空气阀，调整碎石设备气压到80 ±20 kPa (70 6 3 psi)
注释5---对于内阁式碎石冲击试验机，作为安全预防措施，在操作过程中应把碎石室的盖子关上。经合同双方同意，可以使用其他气压。
7.3 内阁式碎石冲击试验机:
7.3.1调整气压后，关掉气压阀，打开碎石室盖子并收集550ml（1品脱）的级配碎石到一个合适的容器里。刮屏幕来收集碎石以使细粒脱落。
7.3.2在所需的测试温度下方一个测试样品到板座上，让涂层面对着设备并关掉面板室的盖子。
7.3.3 打开碎石给料口，把从7.3.1中收集的一品脱容器的碎石倒入碎石料斗的顶端。不要让碎石落入喷嘴。
7.3.4 打开空气阀让空气在样品上投射碎石。
注释6---碎石料斗在7-10秒之内必须流空。如果10秒后料斗内还残留碎石，停止试验并调查原因。在测试过程中，操作者不能接触碎石或者自己帮助把碎石放到漏斗内。
注释7---必须知道当室被放入一个冷室或者冰冻库的时候，振动器可能会冻结。如果振动器冻结，停止测试直到振动器融化并能正确运转为止。
7.3.5关掉空气阀，打开试样室盖子并移除试样。
7.4 组装式碎石冲击试验机:
7.4.1调整气压后，关上空气阀，打开碎石料斗的盖子，倒入550毫升（1品脱）的级配碎石（大约250-3000石头）在碎石料斗顶部。
7.4.2拉回到试样固定挂钩，打开样品夹在固定器装配。理想测试温度下，放一件测试样品在板夹持器上，让涂层面面向设备，夹具关闭样品夹。
7.4.3 设置测试定时器.
注释8---在组装式碎石冲击试验机进行测试有两种方法。定时测试是在过了预设时间后关掉机器。手动测试是在理想的时间过后，由测试员关掉机器。
7.4.3.1 定时测试:
7.4.3.1.1确保设置控制开关停止。
7.4.3.1.2 把定时器设置在一个理想的测试时间上，标准的测试时间是10秒。
7.4.3.1.3把主电源打开。
7.4.3.1.4把控制开关放在时间起点上。
7.4.3.2 手动测试:
7.4.3.2.1确保设置控制开关停止。
7.4.3.2.2把主电源打开。
7.4.3.2.3 把控制开关打到手动。
7.4.3.2.4过了理想时间后，关闭控制开关。
注释9---手动方式要求测试员手动停止测试，一旦开始，测试不能自己停止。
7.4.4 测试完成后，通过撤回样品固定挂钩和移除测试样品把测试板从样品架上移除。
7.4.5再次使用前，清楚返回容器和屏幕上的碎石。
7.5 允许测试样品返回室温下并用柔软的干布去除任何冷凝。
7.6用5.3中提到的胶带去除所有松散的和损坏的油漆。
7.6.1 用一条/多条胶带覆盖样品测试面。使用均匀压力确保胶带紧紧地粘着在样品上。胶带下不能有任何气泡。
注释10：可以用橡皮或者压舌器达到均匀压力。
7.6.2向上直拉去除胶带
7.6.3按照7.6.1使用新的胶带。
7.6.4与7.6.2相反方向直拉去除胶带。
7.6.5 用新的胶带继续这个工序知道所有松散的和损坏的油漆被去除。
注释11---经合同双方同意也可使用其他胶带或者松散油漆去除方法。
8. 剥落等级系统
8.1 有两种公认的方法确定测试板上的剥落程度。在第一种方法中,每一个尺寸范围的碎屑数量制成测试区域列表。 第二种方法是通过视觉把测试板和剥落等级标准进行比较8。图2展示了一个剥落标准的例子。
注释12----第一种方法,最耗费时间,也是最准确的,要求明确精确性的时候可以使用，实验室之间出现分歧时也可以使用。第二种方法,相对于第一种方法，是一个近似值。可以用于许多常规实验室评估或者不像第一种方法一样要求准确性时使用。第二种方法也用于实地调查工作，剥落区域可通过直接和剥落等级标准进行比较得出。
注释13---合同双方一致同意和使用其他评级方法。也可以使用数字光学成像提供的进一步的评估和再现性的可能性进行评估。数字光学成像的使用指南是由ASTM委员会D01.25准备。
8.2被评估的测试样品上的剥落区域应是是10.2X10.2cm（4x4英寸）平法，这是剥落区域的中心。
8.3 剥落等级系统包含一个或多个数字-字母组合，数字表面剥落的数量，字母表面相对应的碎屑的尺寸。如果需要多个描述命题，那么应在评级中包含故障点注释。
8.3.1 剥落物数量—数量，如表格1中所示，从10-0用来表示10.2x10.2cm（4x4英寸）平法测试区域的数量尺寸。
8.3.2剥落物的尺寸---字母，如表2所示，从A-D用来表示剥落物的尺寸。由于剥落的不规则本质，不能总是很准确地测量尺寸，所以尺寸是个近似值。
8.3.3 故障点注释---涂层，如表3所示，出现最多剥落故障的地方，被认为是故障点。
注释14---凝聚故障是涂层内的故障。粘着故障是涂层件的故障。
9. 实地技术程序
9.1 如5.5的描述，在测量区域上放透明网格。
9.2 测试员在一个2.54x2.54cm方形（1x1英寸）内检查区域，决定每个剥落的尺寸并进行记录。重复所有16个方形并记录所有结果。
9.3把每个尺寸的剥落数量转变成数字-字母组合，使用表1和表2。数字-字母组合先是最多尺寸的，接着是次最多尺寸的，以此类推。这个可能接着是故障点注释。
注释15---这个程序的使用发发件附录X2中的例子。
表格1：剥落等级的数量分类
等级号 剥落数量

表格2：剥落等级尺寸分类
等级字母 等级尺寸

表格3：故障点注释
注释 故障等级 故障类型

Substrate to Primer: 底漆 Substrate to Topcoat：面漆
Adhesional： 粘附型 Cohensional： 凝聚型
10. 视觉比较程序
10.1利用剥落等级标准8.剥落标准在图2中举例了。准备了多个标准以便每个图解只显示一个尺寸剥落物。每个标准中阐明的剥落物数量是每个等级数量分类中最少的数量，例如：5号标准显示25个剥落物，标准3中显示了75个剥落物，诸如此类。
10.2 视觉比较区域按照标准进行分级。
10.2.1 由于每个标准仅代表一个剥落物，但是实际剥落物很少只是一个尺寸，应该叠加一个或多个标准，直到标准组合跟样品获得的最为相似。
10.2.2 记录标准用来和测试板进行匹配。
10.3 就实地计数程序来说，显示最多的尺寸，然后是次最多尺寸等等。这个应该接着故障点注释。
注释16—程序如何使用在附录X2中举例说明了。
11. 报告
11.1 报告基质配方，涂料类型和期限，测试温度和数字-字母等级。
12. 精准度和偏差
12.1 精准度—由于等级表是有字母和数字组成的，所以无法获得标准偏差数量。对于那些熟悉这个测试方法的，下列精准度说明是典型的判断方法：
12.1.1 重复性---在实验室的测试结果相差多于1个数字或字母单元被视为可疑的。
12.1.2 再现性---在不同实验室件进行的测试结果相差躲过2个数字或字母单元被视为可疑的。
12.2 偏差---由于使用这个测试方法目前还没有可接受的参考程序来判断偏差，所以没有说明。
13. 关键字
13.1 耐崩裂性; 碎石冲击试验机

文中表红色的数字1-8注解见下面
1. 这个测试方法由ASTM委员会D01管辖。在工厂在产品上应用涂料上，油漆及相关涂料、材料、应用程序是D01.55委员会的直接责任。现行版本是2003年7月10日批准的。2003年9月出版。最初在1973年批准了。前版是2001年批准的D 3170 - 01。
2. ASTM标准年鉴，Vol 06.01
3. 停止使用的，看ASTM1980标准年鉴的部分27.
4可从美国汽车工程协会购买，400 Commonwealth Dr., Warrendale, PA 15096.
5符合这些规范的合适设备的唯一供应商是Q-Panel Co., 26200 First St., Westlake, OH 44135. 如果你知道其他供应商，请提供信息给ASTM总部。你的评论将在责任技术委员会会议上仔细考虑，你也可能参加。
6符合这些规范的碎石唯一供应商是Q-Panel Co。如果你知道其他供应商，请提供信息给ASTM总部。你的评论将在责任技术委员会会议上仔细考虑，你也可能参加。
7 委员会认可的No.898胶带的唯一供应商是3M Co., St. Paul MN 55101。如果你知道其他供应商，请提供信息给ASTM总部。你的评论将在责任技术委员会会议上仔细考虑，你也可能参加。

8 委员会认可的剥落等级标准Part #AE-400的唯一供应商是美国汽车工程协会400 Commonwealth Dr., Warrendale, PA 15096。如果你知道其他供应商，请提供信息给ASTM总部。你的评论将在责任技术委员会会议上仔细考虑，你也可能参加。

附录
X1. 碎石冲击试验机运行/维修清单
X1.1对于每周运行的碎石冲击试验机，建议按照附录X1中的操作/维修清单至少每月进行检查。如果不太运作，每6个月对碎石冲击试验机进行一次检查。注意清单中的值是针对标准碎石测试协议。
注释X1.1—表格中的值特针对标准碎石测试实验。其他媒介类型可能需要不同的规格。
X1.2如果下列任何一个问题的答案是否定的，停止测试，直到问题被更正。
碎石冲击试验机运行/维修清单
问题
是
否
数据
管道尺寸为2.54cm（1英寸）的空气管线是否从供应管道连接到碎石冲击试验机上了？

管子接头是否无泄漏？

气压是否保持在483KPa（70±3 psi）10秒钟？

压力是否释义校准？

最后校准日期

最后更换日期

孔口是否干净？

给喷口插入一个6.75mm（17/64英寸）的钻头或者0.266±0.005英寸的塞规来确认喷口是干净的

喷口到样品表面的距离是55.25cm（21.75±0.30英寸）吗？

枪筒到样品的距离是34.93cm（13.75±0.30英寸）吗？

样品支架上下/前后是水平的吗？

支撑板边缘有支撑吗？（不是立体的）

支撑板紧吗？

支撑板角度正确吗？

石头是否击中了平坦/中心模具？

碎石进行筛选了吗？

对于老式的碎石冲击试验机，屏幕上收集的碎石数量少于10pt吗？

使用的碎石类型和尺寸正确吗？

7-10秒钟之内料斗内1pt的碎石空了吗？

过滤器是否清洁没有妨碍？

过滤器清理或者置换的最后日期

对于老式的碎石冲击试验机，如果碎石要超过10秒考清空，那么需要置换振动器和支架避震组

对于电子字给机的碎石冲击试验机，调整振动器速度和料斗高度使料斗在7-10秒钟清空

压缩机容量和类型

测试前是否有冻结面板？

面板在冷冻器里适应了多长时间？

空调温度是多少？

环境温度是多少？

测试前记录面板暴露在环境的时间。

QGR离冷冻室多远？

图表X1.1碎石冲击试验机运行/维修清单

环境温度测试信息（如果要求）
问题
是
否
数据
测试前是否有冻结面板？

面板在冷冻器里适应了多长时间？

空调温度是多少？

环境温度是多少？

测试前记录面板暴露在环境的时间。

QGR离冷冻室多远？

图表X1.2下列环境温度测试信息（如果要求）
X2. 例子和等级
X2.1实地计数程序
X2.1.1 测试板有20个少于1mm剥落物（A尺寸），40个1-3mm的剥落物（B 尺寸），3个3-6mm的剥落物（C尺寸），有底面合一故障。
X2.1.2 等级应该是 5B-6A-SC (P/T).
X2.1.3 通过把测试板上剥落物的总数量转变成相对应的数字分类可以压缩等级，同样顺序转变尺寸分类。例如：总共63剥落物，等级应该归为4 BAC (P/T)。
X2.2 视觉比较程序:
X2.2.1 测试板少于20个1mm剥落物（A尺寸），40个1-3mm剥落物（B尺寸），3个3-6mm剥落物（C尺寸）有底面合一故障。
X2.2.2 等级应该是5B-6A-SC (P/T).
X2.2.3通过把测试板上剥落物的总数量转变成相对应的数字分类可以压缩等级，同样顺序转变尺寸分类。例如：总共63剥落物，等级应该归为4 BAC (P/T)。