ISO 23794:2015
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Abrasion testing — Guidance
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Abrasion testing — Guidance
ISO 23794:2015 provides guidance on the determination of the abrasion resistance of vulcanized and thermoplastic rubbers. It covers both solid and loose abrasives. The guidelines given are intended to assist in the selection of an appropriate test method and appropriate test conditions for evaluating a material and assessing its suitability for a product subject to abrasion. Factors influencing the correlation between laboratory abrasion testing and product performance are considered, but ISO 23794:2015 is not concerned with wear tests developed for specific finished rubber products, for example, trailer tests for tyres.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Essais d'abrasion — Lignes directrices
ISO 23794:2015 fournit des lignes directrices relatives à la détermination de la résistance à l'abrasion des caoutchoucs vulcanisés et thermoplastiques. Elle inclut des abrasifs à l'état solide ou en poudre. Les lignes directrices fournies sont destinées à faciliter le choix d'une méthode d'essai et des conditions d'essai appropriées pour évaluer un matériau et établir son aptitude à l'emploi pour un produit soumis à une abrasion. Les facteurs ayant une influence sur la corrélation entre des essais d'abrasion en laboratoire et la performance du produit sont pris en compte, mais la présente Norme internationale ne traite pas des essais d'usure mis au point pour des produits finis particuliers en caoutchouc, par exemple essais de remorque des pneumatiques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23794
Third edition
2015-02-15
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Abrasion testing — Guidance
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Essais d’abrasion —
Lignes directrices
Reference number
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ISO 2015
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ISO 23794:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Wear mechanisms . 2
5 Types of abrasion test . 3
6 Abradants . 3
7 Test conditions . 4
7.1 Temperature . 4
7.2 Degree and rate of slip . 4
7.3 Contact pressure . 4
7.4 Continuous/intermittent contact . 5
7.5 Lubricants and contamination . 5
8 Abrasion test apparatus . 5
9 Reference materials . 7
10 Test procedure . 7
11 Expression of results .16
Bibliography .18
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ISO 23794:2015(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 2, Testing and analysis.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 23794:2010), which has been technically
revised to include the blade abrader.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 23794:2015(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Abrasion testing —
Guidance
WARNING 1 — Persons using this International Standard should be familiar with normal
laboratory practice. This International Standard does not purport to address all of the safety
problems, if any, associated with its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate
safety and health practices and to ensure compliance with any national regulatory conditions.
WARNING 2 — Certain procedures specified in this International Standard might involve
the use or generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local
environmental hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe
handling and disposal after use.
1 Scope
This International Standard provides guidance on the determination of the abrasion resistance of
vulcanized and thermoplastic rubbers. It covers both solid and loose abrasives.
The guidelines given are intended to assist in the selection of an appropriate test method and appropriate
test conditions for evaluating a material and assessing its suitability for a product subject to abrasion.
Factors influencing the correlation between laboratory abrasion testing and product performance are
considered, but this International Standard is not concerned with wear tests developed for specific
finished rubber products, for example, trailer tests for tyres.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, is normatively referenced in this document and is
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 23529, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
abrasion
loss of material from a surface due to frictional forces
[SOURCE: ISO 1382:2008]
3.2
abrasion resistance
resistance to wear resulting from mechanical action upon a surface
Note 1 to entry: Abrasion resistance is expressed by the abrasion resistance index.
[SOURCE: ISO 1382:2008]
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 23794:2015(E)
3.3
abrasion resistance index
ratio of the loss in volume of a standard rubber to the loss in volume of a test rubber, measured under
the same specified conditions and expressed as a percentage
[SOURCE: ISO 1382:2008]
3.4
relative volume loss
loss in volume of a test rubber due to abrasion by a specified abradant which will cause a reference
rubber to lose a defined mass under the same conditions
4 Wear mechanisms
The mechanisms by which wear of rubber occurs when it is in moving contact with another material
are complex, but the principal factors involved are cutting and fatigue. It is possible to categorize wear
mechanisms in various ways and commonly distinction is made between
— abrasive wear,
— fatigue wear, and
— adhesive wear.
Additionally, wear by roll formation is sometimes considered as a separate mechanism.
Abrasive wear is caused by sharp asperities cutting the rubber.
Fatigue wear is caused by particles of rubber being detached as a result of dynamic stressing on a
localized scale.
Adhesive wear is the transfer of rubber to another surface as a result of adhesive forces between the
two surfaces.
Wear by roll formation is where there is progressive tearing of a layer of rubber which forms a roll.
There can also be corrosive wear due to direct chemical attack on the surface.
The term erosive wear is sometimes used for the action of particles in a liquid stream.
In any particular wear situation, more than one mechanism is usually involved, but one might
predominate. Abrasive wear requires hard, sharp cutting edges, and high friction. Fatigue abrasion
occurs with smooth or rough but blunt surfaces and does not need high friction. Adhesive wear is much
less common, but can occur on smooth surfaces. Roll formation requires high friction and relatively
poor tear strength. Roll formation results in a characteristic abrasion pattern of ridges and grooves at
right angles to the direction of movement.
Abrasive wear or roll formation results in much more rapid wear than fatigue processes. The mechanism
and hence the rate of wear can change, perhaps quite suddenly, with the conditions, such as contact
pressure, speed, and temperature. In any practical circumstances, the mechanisms can be complex and
critically dependent on the conditions. Consequently, the critical factor as regards testing is that the test
conditions have to essentially reproduce the service conditions if a good correlation is to be obtained.
Even a comparison between two rubbers might be invalid if the dominant mechanism is different in
testing and in service. The range of conditions encountered in applications such as tyres is so complex,
that they cannot be matched by a single test.
It follows that there cannot be a universal standard abrasion test method for rubber, and the test method
and test conditions have to be chosen to suit the end application. Also, great care has to be taken if the
test is intended to provide a significant degree of acceleration.
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ISO 23794:2015(E)
5 Types of abrasion test
Many abrasion testing machines have been devised and standardized at national level for use with
rubber. The majority of rubber tests involve a relatively sharp abradant and were devised for use with
tyre tread materials.
Abrasion tests can be divided into two main types: those using a loose abradant and those using a
solid abradant.
A loose abrasive powder can be used rather in the manner of a shot-blasting machine as a logical
way of simulating the action of sand or similar abradants impinging on the rubber in service. A loose
abradant can also be used between two sliding surfaces. Conveyor belts or tank linings are examples of
products subject to abrasion by loose materials. A car tyre is an example of the situation where there is
a combination of abrasion against a solid rough abradant, the road, and abrasion against a free-flowing
abradant in the form of grit particles. This situation can also occur in testing as a result of the generation
of wear debris from a solid abradant.
Solid abradants can consist of almost anything, but the most common are: abrasive wheels (vitreous
or resilient), abrasive papers or cloths, and metal “knives”. The majority of wear situations involve the
rubber moving in contact with another solid material.
Distinctions can be made on the basis of the geometry by which the test piece and abradant are rubbed
together. Many geometries are possible, and some common configurations are shown in Figure 1 to Figure 9:
Figure 1: The test piece reciprocates linearly against a sheet of abradant (or alternatively a strip of
abradant can be moved past a stationary test piece).
Figure 2: The abradant is a rotating disc with the test piece held against it (or vice versa).
Figure 3: Both abradant and test piece are in the form of a wheel, either of which can be the driven member.
Figure 4: The abradant wheel is driven by a flat rotating test piece.
Figure 5: Both the test piece and the abradant are rotating.
Figure 6: The test piece is held against a rotating drum.
Figure 7: The test piece revolves in contact with metal knives.
Figure 8: Test pieces are tumbled together with abrasive particles inside a hollow rotating cylinder.
Figure 9: Single metal knife is held against a rotating tube test piece.
If the abrasion is unidirectional, abrasion patterns will develop which can markedly affect abrasion loss.
6 Abradants
Abradants can be classified into the following types:
— abrasive wheels;
— papers and cloths;
— metal knives;
— smooth surfaces;
— loose abradants.
The abrasive wheel is probably the most convenient abradant because of its low cost and mechanical
stability, and also, by simple refacing, a consistent surface can be maintained. Wheels are characterized
by the nature of the abrading particles, their size and sharpness, the structure of the wheel, and the
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ISO 23794:2015(E)
manner in which the abrasive is bonded (either resilient or vitreous). It follows that a very wide range of
abrasive properties is possible.
Abrasive papers and cloths are inexpensive and easy to use, but deteriorate in cutting power rather
quickly. They are characterized by the nature of the abrading particles and their size and sharpness.
Metal “knives” can have various geometries, including the form of a mesh and a raised pattern on a
wheel. The main characteristic is the sharpness (radius) of the edges in contact with the rubber, and
there can be some difficulty maintaining a reproducible sharpness.
Smooth surfaces are characterized by their degree of smoothness and the material, which defines the
level of friction.
Loose abradants are commonly particles of the same material as is used to form abrasive wheels or
papers, and are characterized by their size and sharpness.
The choice of abradant should be made primarily to give the best correlation with service conditions,
but it is also necessary for the abradant to be available in a convenient form and for its production to be
reproducible.
As a consequence of these considerations, abrasive wheels and papers or cloths predominate where
cutting by sharp asperities is to be simulated. It is still necessary to select an appropriate asperity size
and sharpness. Materials such as textiles and metal plates are more appropriate for other applications.
Smoother materials generally abrade relatively slowly and, if conditions are accelerated, give rise to an
excessive temperature rise at the sliding surfaces. Because of these difficulties, abrasive wheels and
papers are frequently used for convenience in situations where they are inappropriate for assessment
of in-service performance.
7 Test conditions
7.1 Temperature
Although temperature has a large effect on wear rate and is one of the important factors in obtaining
correlation between laboratory and service conditions, it is extremely difficult to control the temperature
during testing. Abrasion tests are normally carried out at standard laboratory temperature. However, it is
the temperature of the contact surfaces which is of importance rather than the ambient temperature, and
the surface temperature reached is dependent on several experimental factors as outlined in 7.2 to 7.5.
7.2 Degree and rate of slip
With any geometry involving a fixed abradant, there is relative movement or slip between the abradant
and the test piece, and the degree of slip is a critical factor in determining the wear rate. In Figure 1 and
Figure 6, there is 100 % slip, and the rate of slip is the same as the rate of movement between abradant
and test piece, whereas in Figure 3, the degree of slip can be varied by changing the angle between the
wheels. In Figure 2, Figure 4, and Figure 5, the rate of slip will depend on the distance of the test piece
from the centreline. In all cases, the rate will depend on the speed of the driven member. An increase in
the rate of slip will also increase the amount of heat generated and hence the temperature.
7.3 Contact pressure
The contact pressure between the test piece and abradant is another critical factor in determining the
wear rate. Under some conditions, the wear rate might be approximately proportional to the pressure,
but abrupt changes will occur if, with changing pressure, the abrasion mechanism changes. Such a
change can be because of a large rise in temperature.
Rather than consider contact pressure and degree of slip separately, it has been proposed that the power
consumed in moving the rubber ove
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 23794
Troisième édition
2015-02-15
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Essais d’abrasion
— Lignes directrices
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Abrasion testing — Guidance
Numéro de référence
ISO 23794:2015(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 23794:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Mécanismes d’usure . 2
5 Types d’essai d’abrasion . 3
6 Agents abrasifs . 3
7 Conditions d’essai . 4
7.1 Température . 4
7.2 Degré et vitesse de glissement . 4
7.3 Pression de contact . 5
7.4 Contact continu/intermittent . 5
7.5 Lubrifiants et contamination . 5
8 Appareillage d’essai d’abrasion . 5
9 Matériaux de référence. 7
10 Procédure d’essai . 8
11 Expression des résultats.16
Bibliographie .18
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
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ISO 23794:2015(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d’élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 23794:2010), dont elle constitue
une révision. Elle inclut désormais une méthode d’essai de résistance à l’abrasion des matériaux en
caoutchouc à l’aide d’une lame abrasive.
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 23794:2015(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Essais
d’abrasion — Lignes directrices
AVERTISSEMENT 1 — Il convient que l’utilisateur de la présente Norme internationale connaisse
bien les pratiques courantes de laboratoire. La présente partie Norme internationale n’a pas
pour objet de traiter tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation.
Il incombe à l’utilisateur d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité,
et de s’assurer de la conformité à la réglementation nationale en vigueur.
AVERTISSEMENT 2 — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente Norme internationale
peuvent impliquer l’utilisation ou la génération de substances ou de déchets qui pourraient
constituer un danger pour l’environnement local. Il convient de se référer à la documentation
appropriée pour leur manipulation et leur élimination après utilisation.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fournit des lignes directrices relatives à la détermination de la
résistance à l’abrasion des caoutchoucs vulcanisés et thermoplastiques. Elle inclut des abrasifs à l’état
solide ou en poudre.
Les lignes directrices fournies sont destinées à faciliter le choix d’une méthode d’essai et des conditions
d’essai appropriées pour évaluer un matériau et établir son aptitude à l’emploi pour un produit soumis
à une abrasion. Les facteurs ayant une influence sur la corrélation entre des essais d’abrasion en
laboratoire et la performance du produit sont pris en compte, mais la présente Norme internationale
ne traite pas des essais d’usure mis au point pour des produits finis particuliers en caoutchouc, par
exemple essais de remorque des pneumatiques.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 23529, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des éprouvettes
pour les méthodes d’essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
abrasion
perte de matière en surface, due à des forces de frottement
[SOURCE: ISO 1382:2008]
3.2
résistance à l’abrasion
résistance à une usure superficielle par une action mécanique
Note 1 à l’article: La résistance à l’abrasion est exprimée par un indice de résistance à l’abrasion.
[SOURCE: ISO 1382:2008]
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1
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ISO 23794:2015(F)
3.3
indice de résistance à l’abrasion
rapport, exprimé en pourcentage, de la diminution de volume d’un mélange témoin à la diminution de
volume du mélange soumis à essai à apprécier, dans les mêmes conditions spécifiées
[SOURCE: ISO 1382:2008]
3.4
perte de volume relative
perte de volume d’un mélange soumis à l’abrasion d’un agent abrasif spécifié qui entraîne une perte de
masse donnée du caoutchouc de référence soumis à essai dans les mêmes conditions
4 Mécanismes d’usure
Les mécanismes qui provoquent l’usure d’un caoutchouc en mouvement au contact d’un autre matériau
sont complexes mais les facteurs principaux sont l’arrachement de matière et la fatigue. Plusieurs modes
de classement des mécanismes d’usure sont possibles et une distinction est communément opérée entre
les différents types suivants:
— l’usure par abrasion,
— l’usure par fatigue, et
— l’usure d’adhérence.
En outre, l’usure conduisant à la formation d’un rouleau de matière est parfois considérée comme un
mécanisme distinct.
L’usure par abrasion est causée par des aspérités aiguës qui déchirent le caoutchouc.
L’usure par fatigue est causée par des particules de caoutchouc qui se détachent sous l’effet de contraintes
dynamiques localisées.
L’usure d’adhérence intervient par transfert de caoutchouc sur une autre surface, résultant de forces
d’adhésion entre les deux surfaces.
L’usure conduisant à la formation d’un rouleau résulte du déchirement progressif d’une couche de
caoutchouc qui forme un rouleau.
On peut aussi observer une usure par corrosion due à une attaque chimique directe de la surface.
Le terme d’usure par érosion est parfois utilisé pour désigner l’action des particules dans un courant de
liquide.
Toute situation particulière d’usure est causée, en général, par plusieurs mécanismes, mais l’un d’entre
eux peut prédominer. L’usure par abrasion fait intervenir des arêtes tranchantes, dures et aiguës ainsi
qu’un frottement élevé. L’usure par fatigue intervient sur des surfaces lisses ou rugueuses mais sans
aspérité et ne nécessite pas un frottement élevé. L’usure d’adhérence est beaucoup moins courante,
mais peut se produire sur des surfaces régulières. La formation d’un rouleau implique un frottement
élevé et une résistance à la déchirure relativement faible. La formation d’un rouleau induit un schéma
d’abrasion caractérisé par la présence de crevasses et de sillons perpendiculaires au sens dans lequel le
mouvement s’exerce.
L’usure par abrasion ou la formation d’un rouleau entraîne une usure beaucoup plus rapide que les
processus d’usure par fatigue. Le mécanisme et donc la vitesse de l’usure peuvent varier, parfois de
façon très soudaine, en fonction de certaines conditions telles que la pression de contact, la vitesse et la
température. Dans la pratique, les mécanismes sont parfois complexes et dépendent de façon critique
des conditions. En conséquence, le facteur décisif dans le cadre des essais est que les conditions d’essai
reproduisent rigoureusement les conditions de service, afin d’obtenir une bonne corrélation. Une
comparaison entre deux caoutchoucs peut perdre sa validité si le mécanisme dominant varie entre
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ISO 23794:2015(F)
l’essai et le service. L’éventail des conditions rencontrées dans des applications telles que les pneus est si
complexe qu’il est impossible de les reproduire lors d’un essai unique.
Par conséquent, il ne peut y avoir une méthode d’essai normalisée universelle d’abrasion du caoutchouc,
et la méthode d’essai et les conditions d’essai doivent être choisies en fonction de l’application finale. En
outre, de grandes précautions sont à prendre si l’essai comporte un niveau d’accélération significatif.
5 Types d’essai d’abrasion
Beaucoup de machines d’essai d’abrasion ont été créées et normalisées au niveau national pour être
utilisées avec des caoutchoucs. La majeure partie des essais sur les caoutchoucs fait intervenir un agent
abrasif relativement acéré et a été conçue pour les matériaux de bande de roulement des pneus.
Les essais d’abrasion peuvent être divisés en deux catégories principales selon que l’on utilise un agent
abrasif à l’état de poudre ou un agent abrasif à l’état solide.
Une poudre abrasive en vrac peut être utilisée à l’instar d’un appareil de grenaillage pour simuler l’effet
du sable ou d’agents abrasifs analogues sur le caoutchouc en cours de service. Un abrasif en vrac peut
également être utilisé entre deux surfaces glissant l’une par rapport à l’autre. Les bandes transporteuses
ou les garnitures de réservoir sont des exemples de produits soumis à l’abrasion de poudres. Un pneu de
voiture est un exemple de cas où une abrasion contre un agent abrasif rugueux et solide, à savoir la route,
est combiné à un agent abrasif non agglomérant, sous forme de particules de gravier. Cette situation
peut également se produire dans le cadre des essais, en raison de débris d’usure détachés d’un agent
abrasif solide.
Les agents abrasifs solides sont multiples, mais les plus courants sont: les roues abrasives (vitrifiées ou
souples), les toiles ou les papiers abrasifs, et les « lames » métalliques. En majorité, les situations d’usure
font intervenir un caoutchouc en mouvement, en contact avec un autre matériau solide.
Des distinctions peuvent être établies en fonction de la forme selon laquelle l’éprouvette et l’agent abrasif
frottent l’un contre l’autre. De très nombreuses formules sont possibles et certaines configurations
courantes sont représentées aux Figure 1 à Figure 9:
Figure 1: L’éprouvette est déplacée linéairement par mouvements de va-et-vient sur une plaque d’agent
abrasif (ou, en variante, une plaque d’agent abrasif peut être déplacée sur une éprouvette fixe).
Figure 2: L’agent abrasif est un disque tournant contre lequel est maintenue l’éprouvette (ou vice versa).
Figure 3: Les deux éléments d’essai ont la forme de roues qui peuvent l’une ou l’autre être l’élément entraîné.
Figure 4: La roue abrasive est entraînée par une éprouvette plate tournante.
Figure 5: L’éprouvette et l’agent abrasif sont tous deux tournants.
Figure 6: L’éprouvette est maintenue contre un rouleau tournant.
Figure 7: L’éprouvette tourne en contact avec des lames métalliques.
Figure 8: Les éprouvettes sont mélangées avec des particules abrasives à l’intérieur d’un cylindre
rotatif creux.
Figure 9: Une lame métallique unique est tenue contre une éprouvette en rotation en forme de tube.
Si l’abrasion est unidirectionnelle, les marques d’abrasion qui se forment risquent d’affecter notablement
la perte par abrasion.
6 Agents abrasifs
Les agents abrasifs peuvent être classés en plusieurs catégories:
— roues abrasives;
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ISO 23794:2015(F)
— papiers et toiles;
— lames métalliques;
— surfaces lisses;
— agents abrasifs en poudre.
La roue abrasive est probablement l’agent abrasif le plus pratique en raison de son faible coût, de sa
stabilité mécanique et du fait qu’une surface homogène peut être maintenue par simple rectification.
Les roues sont caractérisées par la nature des particules abrasives, leur dimension et leur géométrie, la
structure de la roue et le mode de cohésion de l’abrasif (soit élastique soit vitreux). En conséquence, une
très vaste gamme de propriétés abrasives est possible.
Les toiles et les papiers abrasifs sont peu onéreux et faciles à utiliser, mais la qualité de la coupe s’altère
relativement rapidement. Ils sont caractérisés par la nature, la taille et la géométrie des particules abrasives.
Les « lames » métalliques peuvent prendre différentes formes, y compris celle d’un maillage ou d’une
structure en relief sur une roue. La principale caractéristique est le tranchant (rayon) des arêtes en
contact avec le caoutchouc et il est parfois difficile de maintenir un tranchant reproductible.
Les surfaces lisses sont caractérisées par leur degré de polissage et par le matériau, qui définit le niveau
de frottement.
Les agents abrasifs en poudre, qui sont fréquemment utilisés pour constituer les roues ou les papiers
abrasifs, se caractérisent par la dimension et la géométrie de leurs grains.
Il convient que la sélection de l’agent abrasif soit opérée, avant tout pour assurer la meilleure corrélation
avec les conditions de service, mais il est également indispensable que l’abrasif soit disponible sous une
forme pratique et que sa production soit reproductible.
Partant de ces considérations, les roues, toiles et papiers abrasifs prévalent lorsqu’il faut simuler un
déchirement par des aspérités aiguës, mais il faut encore choisir une taille et une géométrie appropriées
pour les aspérités en question. Des matériaux tels que les textiles et les plaques métalliques abrasives
sont plus appropriés pour d’autres applications. Avec des matériaux relativement lisses, l’abrasion est
généralement plus lente et le fait d’accélérer les conditions engendre une augmentation trop importante
de la température sur les surfaces de glissement. En raison de ces difficultés, on utilise fréquemment, par
commodité, des roues et papiers abrasifs dans des situations où ils sont inappropriés pour l’évaluation
des performances pendant le service.
7 Conditions d’essai
7.1 Température
Même si la température a un effet important sur la vitesse d’usure et qu’il s’agit de l’un des facteurs
essentiels pour obtenir la corrélation entre les conditions de laboratoire et les conditions de service, il est
extrêmement difficile de maîtriser la température durant l’essai. Les essais d’abrasion sont normalement
effectués à une température de laboratoire normalisée. Cependant, plutôt que la température ambiante,
c’est la température des surfaces en contact qui est importante et cette température dépend de plusieurs
facteurs expérimentaux examinés de 7.2 à 7.5.
7.2 Degré et vitesse de glissement
Quelle que soit la forme impliquant un agent abrasif fixe, il y a un mouvement relatif ou un glissement entre
l’abrasif et l’éprouvette d’essai. Le degré de glissement est un facteur essentiel pour la détermination de
la vitesse d’usure. À la Figure 1 et à la Figure 6, le glissement est de 100 % et la vitesse de glissement est
la même que celle du mouvement entre l’agent abrasif et l’éprouvette, tandis qu’à la Figure 3 le degré de
glissement peut varier si l’on change l’angle entre les roues. Aux Figure 2, Figure 4 et Figure 5, la vitesse
de glissement dépendra de la distance entre l’éprouvette et le centre de la roue. Dans tous les cas, la
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vitesse de glissement dépend de la vitesse du composant entraîné. Une augmentation de la vitesse de
glissement augmentera également la chaleur générée et donc la température.
7.3 Pression de contact
La pression de contact entre l’éprouvette et l’agent abrasif est un autre facteur essentiel pour déterminer
la vitesse d’usure. Dans certaines conditions, la vitesse d’usure peut être pratiquement proportionnelle
à la pression mais des changements brusques interviendront si le mécanisme d’abrasion change, suite
à un changement de pression. Un changement de ce type peut provenir d
...
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