摩擦试验的结果会因“测量装置的形状”而变化——TriboGear测量治具的种类与选择方法

时间: 2026年07月30日    访问量:12

摩擦试验的结果会因“测量装置的形状”而变化——TriboGear测量治具的种类与选择方法

如果摩擦试验的结果是“比预期的要高”或“无法重现”,测量子(与试样接触的接触子)的选择不当可能是其中一个原因。

即使是相同的试验机、相同的载荷和相同的速度,只要测量头的形状或材质发生变化,接触压力和变形状态就会改变,因此测量结果可能会发生变化。本专栏将为您解析在TriboGear中可使用的主要测量治具和测量头类型,以及针对不同用途的选择方法。

接触形状有“点、线、面”3种类型

摩擦试验中接触的基本形状有三种:点、线和面。需要注意的是,点接触、线接触和面接触是为便于理解接触状态而采用的理想化称呼,实际的接触面积和压力分布会因载荷、材料的弹性、压头半径、表面形状等因素而发生变化。理解各自的特点是选择合适夹具的第一步。

球头压子(点接触)滚轮治具(线接触)ASTM平面压子(面接触)
接触形状主要治具适合的考试
点接触球压子、引掻针涂膜・涂层的刮伤、局部磨损
线接触滚轮治具薄膜和纸的搬运性评估、线压下的摩擦评估
面接触ASTM平面压子、30mm平面压子包装材料・薄膜的摩擦系数(符合JIS/ASTM标准)

代表性的测量治具与用途

球压子

球压子(治具)球形压头(单体)

在平板或片状试样上,通过固定球施加点压并进行滑动。以球为基准,适合对试样之间的差异进行定量评估,常用于比较涂膜和硬质涂层的耐刮擦性。材质可选氧化铝、SUJ2、SUS304和超硬,可根据测试条件进行灵活选用。

滚轮治具

滚轮治具

在固定辊上施加线压并滑移。接触面积比点接触大,适用于纸、薄膜的搬运性评估以及涂层表面的耐磨性评估。

ASTM平面压子 / 30mm平面压子

ASTM平面压子30mm平面压子

将片状试样卷起固定,施加面压进行评估。如JIS K 7125(塑料薄膜摩擦系数)和ASTM D 1894(塑料薄膜、片材的静摩擦系数)等,是标准测试中指定的代表性治具。

引掻针

引掻针

使用细针状压子刮擦试样表面。用于符合JIS K 5600-5-5(涂膜的刮擦抗力性・荷重针法)和JIS K 7317:2022(功能性薄膜的刮擦硬度)的测试。

从“想要评估的事项”反向查找治具

如果不知道该如何选择治具,按“是否确定规格名称”来区分思考,是最快的捷径。

如果存在规格名称

大多数情况下,使用在规格内的接触子的形状和材质都是指定的。如果您能告知规格编号,我们可以为您提供相应的治具。

规格未确定时(材料评估・开发试验)

“想选择耐刮擦的涂膜”、“想比较薄膜的搬运性”等,从目的倒推。如果目的是进行比较评估,除了治具的形状和材质外,还要统一表面状态、更换周期、清洁方法和安装方法,仅观察试样之间的差异,这样能提高设计的可重复性。

特殊用途的治具也

除了标准的接触形状外,我们还准备了用于应对特殊测试需求的治具。

人造皮革文件夹拉伸卷取机钢丝卷ホルダー45°铅笔座
  • 人造皮革ホルダー:R50mm(模拟人拇指的形状)用于固定人造皮革。用于纤维、服装和化妆品领域中的皮肤接触摩擦评估。

  • タック性辊筒:通过不锈钢辊筒的滚动阻力,定量评估粘合剂、床材和化妆品的粘附性。

  • 钢丝绒固定器:用于固定钢丝绒、纱布、橡胶等材料,并评估表面因反复磨损而产生的变化。

  • 45°铅笔硬度仪:符合JIS标准的铅笔硬度测试用。用于涂膜和涂层的硬度评估。

总结

如果“更换测量子后数值发生了变化”,首先要确认接触条件是否存在差异。同时,还要检查测量子的磨损与污垢、安装情况、样品状态以及设备的检查状况,从而排除故障原因。明确测量目的,并选择符合测试标准和评估对象的治具,是获得高可重复性结果的捷径。



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