ISO 4649:1985
(Main)Rubber — Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device
Rubber — Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device
Specifies a method for the determination of the resistance of rubber to abrasion. No close relation between the results of this abrasion test and service performance can be inferred. Includes terms and definitions.
Caoutchouc — Détermination de la résistance à l'abrasion à l'aide d'un dispositif à tambour tournant
General Information
Relations
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Interna
nal Standard
4649
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONeMEXAYHAPO~HAR OPI-AHM3ALWlR l-l0 CTAHAAPTM3ALWM*ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Rubber - Determination of abrasion resistance using
a rotating cylindrical drum device
Caoutchouc - Determination de Ia rksistance 2 l’abrasion 2 l’aide d’un dispositif S tambour tournan t
First edition - 1985-04-01
w U DC 621.4 : 620.1 : 539.538 Ref. No. ISO 4649-1985 (EI
-
Descriptors : rubber, vulcanized t-ubber, tests, wear tests, abrasion tests, test equipment.
0
cn
-
Price based on 9 pages
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Foreword
ISQ (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bedies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through ISO technical committees. Esch 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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council. They are approved in accordance with ISO procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard ISO 4649 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45,
Rubber and rubber products.
0 International Organkation for Standardkation, 1985
Printed in Switzerland
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ISO 4649-1985 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Determination of abrasion resistance using
Rubber -
a rotating cylindrical drum device
4 Def initions
1 Scope and field of application
For the purposes of this International Standard, the following
This International Standard specifies a method for the deter-
definitions apply.
mination of the resistance of rubber to abrasion by means of a
rotating cylindrical drum device.
4.1 abrasion resistance : The resistance to wear by
The method involves determination of the volume loss of a rub-
mechanical action upon a surface.
ber test piece through abrasive actian by rubbing over a
NOTE - For the purpose of this International Standard, the abrasion
specified grade of abrasive cloth. Because factors such as the
resistance is expressed either as a relative volume loss referred to a
grade of abrasive particles and adhesive used in the manufac-
calibrated abrasive 40th or as an abrasion resistance index referred to a
ture of the cloth, and contamination and wear by previous
Standard rubher.
testing, lead to variations in the absolute values of abrasion
loss, all tests must be comparative, Standard rubbers being in-
4.2 relative votume Eoss : The volume loss, in cubic
cluded so that the results may be expressed either as a relative
millimetres, of the test rubher &EX beieng subjected to abrasion
volume loss referred to a calibrated abrasive cloth or an abra-
by an abrasive cloth will Cause the appropriate Standard rubber
sion resistance index referred to a Standard rubber.
(see clause B.1 in annex BI to lose a mass of 200 mg under the
preferred conditions of test for method A, namely a distance of
No close relation between the results of this abrasion test and
40 m, a load of IO N and using a non-rotating test piece.
Service Performance tan be inferred.
NOTE - The higher the relative volume loss, fhe loswer is the abrasion
resistance.
2 References
ISO 48, Vulcanized rubbers - Determination of hardness
4.3 abrasion resistance index : The ratio of the volume
(Hardness between 30 and 85 IR H D 1.
loss of a Standard rubber to the vo#ume loss ofthe test rubber
measured under the same specified conditions and expressed
ISO/R 275, Zinc Oxide for paints.
as a percentage.
ISO 471, Rubber - Standard tempera tures, humidities and
5 Apparatus and materials
times for the conditioning and testing of test pieces.
ISO 2393, Rubber test mixes - Preparation, mixing and 5.1 Abrasion machine
vulcaniza tion - Equipment and procedures.
The test apparatus (sec figure 1) consists of a laterally movable
test piece holder and a rotatable cylinder to which the abrasive
ISO 2781, Vulcanized rubber - Determination of density.
cloth (5.2) is fixed.
ASTM D 1765, Standard classification System for carbon
The cylinder shall have a diameter of 150 + 0,2 mm and a
blacks used in rubber products.
length of about 500 mm and shall be rotated at a frequency of
40 * 1 min - 1, the directions of rotation being as indicated in
figure 1.
3 Principle
The test piece holder shall consist of a cylindrical opening, the
Subjection of a cylindrical rubber test piece to the action of an
diameter of which tan be adjusted from 15,5 to l6,3 mm, and a
abrasive cloth of specified abrasive grade at a specified contact
device for adjusting the length of the test piece protruding from
pressure over a given area.
the opening to 2 & 0,2 mm. The holder shall be mounted on a
swivel arm which in turn is attached to.a sl@ge yvhich tan, be
Abrasion takes place over one of the flat end surfaces of the
moved laterally on a spindle. The lateral displacement of the
cylindrical test piece, the abrasive cloth being attached to the
holder shall be 4,20 + 0,04 mm per revolution of the drum.
surface of a rotating cylindrical drum against which the test
Suitable attachments may be provided 10 rotate the test piece
piece is held and across which it is traversed.
during the test run by rotatitin of the t&t piece holder
Determination of the loss in mass of the test piece and calcu- preferably, at the rate of 1 revoltition per 50 retiol,utions ,of the
drum.
lation of the volume loss from the density of the material.
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ISO 46494985 (E)
piece Passes over any 5.4 Balance
NOTE - With this lateral movement, the
one area of the abrasive cloth four times.
The balance shall be of sufficient accuracy to enable the
mass
loss of a test piece to be determined to It: 1 mg.
The centre axis of the holder shall have an inclination of 3’ to
the perpendicular in the direction of rotation (sec figure 11, and
shall be placed directly above the longitudinal axis of the 5.5 Standard rubbers
cylinder to within + lmm.
for Standard rubbers are given in in
Specifications
annex B.
The swivel arm and test piece holder shall be free from Vibration
during Operation, and so disposed that the test piece is pressed
against the drum with a vertical forte of 10 + 02 N obtained
6 Test piece
by adding weights to the top of the test piece holder. For
special purposes a forte of 5 f: 0,l N may be used.
61 . Type and preparation
The abrasive cloth shall be attached to the drum using three
The test pieces shall be cylindrical in shape, of diameter
evenly spaced Strips of double-sided adhesive tape extending
-
16 + 0,2 mm, with a minimum height of 6 mm.
along the complete length of the cylinder. Care shall be taken
to ensure that the abrasive cloth is firmly held so as to present a
Test pieces are normally prepared using the hollow drill (5.3).
uniform abrasive surface over the whole area of the cylinder.
During cutting, the cutting edge should be lubricated with
One of the Strips shall be placed where the ends of the abrasive
water to which a wetting agent has been added. Punching of
cloth meet. Ideally the ends should meet exactly, but any gap
the test pieces is not permitted.
left between them shall not exceed 2 mm. The adhesive tape
shall be about 50 mm wide and not more than 0,2 mm thick.
Alternatively, test pieces may be vulcanized in a mould.
Placement of the test piece on to the cloth at the beginning of a If test pieces of the required thickness are not available, the
test run, and its removal after an abrasion run of 40 m necessary thickness may be obtained by bonding a piece of the
(equivalent to 84 revolutions), shall be automatic. In special test rubber to a base element of hardness not less than 80
cases of very high volume loss of the test piece, an abrasion IRHD. The thickness of the test rubber should be not less than
2 mm.
distance of only 20 m (equivalent to 42 revolutions) may be
used. If using an abrasion distance of 20 m, a revolution
counter or automatic stopping device should be connected to
6.2 Number
the drum.
Three test runs shall be carried out. This will normally require
To protect the abrasive cloth from darnage by the test piece three test pieces, but only one test piece may be necessary if
holder, a device for switching off the apparatus just before the
the mass loss per run is very low.
lower edge of the test piece holder touches the cloth is recom-
mended.
6.3 Time interval between vulcanization
and testing
5.2 Abrasive cloth
For all test purposes, the minimum time between vulcanization
and testing shall be 16 h. For non-product tests, the maximum
Abrasive cloth made with aluminium Oxide of grain size 60, at
time between vulcanization and testing shall be 4 weeks and,
least 400 mm wide, 473 mm long and 1 mm average thickness,
for evaluations intended to be comparable, the tests, as far as
shall be used as the abrasive medium.
possible, shall be carried out after the Same time interval. For
product tests, whenever possible, the time between vulcaniz-
In a test using a non-rotating test piece of the Standard rubber
ation and testing shall not exceed 3 months. In other cases,
described in annex B, clause B.l, this abrasive surface shall
tests shall be made within 2 months of the date of receipt of the
Cause a mass loss between 180 and 220 mg for an abrasion
product by the customer.
distance of 40 m.
6.4 Conditioning
When each new sheet of cloth is first used, the direction of
motion shall be indicated on the sheet, as it is important that Condition all test pieces, at Standard laboratory temperature, in
the same direction be used for all subsequent test runs.
accordance with ISO 471, for a minimum period of 16 h. im-
mediately before testing.
Notes on a suitable Paper are given in annex A.
NOTE - For some rubbers which are sensitive to moisture, the humid-
ity should also be controlled.
5.3 Hollow drill (sec figure 2)
The drill may be required for preparation of test pieces
7 Test temperature
(see 6.1). The frequency of rotation of the drill needs to be at
The test shall be carried out at Standard laboratory temperature
least 1 000 min - 1 for most rubbers, and even higher for rub-
(sec ISO 471).
bers with a hardness of less than 50 IRHD (sec ISO 48).
2
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ISO 46494985 (El
Perform three test runs on each rubber under test. Normally
During a test run, there may be a considerable increase in
only one run per test piece is carried out, but if the mass loss is
temperature at the abrading interface, which may lead to
relatively small, up to three test runs tan be carried out on the
temperature rises within the test piece. For the purposes of this
Same test piece. When repeat runs are made on the same test
International Standard, such temperature rises are to be
piece, sufficient time shall be allowed between such runs for
disregarded, the temperature of test being that of the ambient
the temperature of the whole of the test piece to return to stan-
atmosphere and of the test piece before commencing the test.
dard laboratory temperature. For non-rotating test pieces, care
shall be taken to ensure that the test piece is always placed in
When repeat runs are made on the same test piece, sufficient
the Sample holder in the same way. If a series of rubbers is
time shall be allowed between such runs for the temperature of
being tested, all three test runs on the same rubber shall be car-
the whole of the test piece to return to Standard laboratory
ried out consecutively.
temperature.
8.2 Density
8 Procedure
Determine the density of the test material by the method
specified in ISO 2781.
81 . General test procedure
. Comparison against Standard rubbers
83
Before each test, any rubber debris left on the abrasive cloth
from a previous abrasion test shall be removed with a brush. A In this International Standard, the test rubbers are compared
strong brush of about 55 mm diameter and about 70 mm against Standard rubbers. Two Standard rubbers are specified
length is recommended for this purpose. In some cases, a blank
in annex B for use with the two methods of expressing results
test with a Standard rubber will effectively clean the abrasive (see clau
...
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXLiYHAPOE,HAR OPTAHMSAUMR no CTAHPAPTM3AUMM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Caoutchouc - Détermination de la résistance à l'abrasion
à l'aide d'un dispositif à tambour tournant
Rubber - Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device
Première édition - 1985-04-01
- CDU 621.4 : 620.1 : 539.538 Réf. no : IS0 4649-1985 (FI
k
Descripteurs : caoutchouc, caoutchouc vulcanisé, essai, essai d'usure, essai d'abrasion, matériel d'essai.
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3
O
Prix basé sur 9 pages
E
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Avant-propos
L’ISO (organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d‘organismes nationaux de normalisation (comités membres de I‘ISO). L‘élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’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 gouverne-
mentales, en liaison avec I‘ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 4649 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45,
ElastomBres et produits à base d’6lastomBres.
O Organisation internationale de normalisation, 1985
Imprime en Suisse
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IS0 4649-1985 (FI
NORM E I NTER NATIONALE
la résistance à l‘abrasion
Caoutchouc - Détermination de
tournant
à l‘aide d‘un dispositif à tambour
L’abrasion se produit sur l’une des faces planes de I’éprouvette
1 Objet et domaine d‘application
cylindrique, la toile abrasive étant fixée sur la surface d’un tam-
La présente Norme internationale spécifie une méthode de bour cylindrique tournant Contre lequel I’éprouvette est mainte-
détermination de la résistance du caoutchouc à l’abrasion à nue et sur toute la largeur duquel elle se déplace.
l’aide d’un dispositif à tambour tournant.
Détermination de la perte de masse de I’éprouvette et calcul de
à déterminer la perte de volume d’une
La méthode consiste
la perte de volume d’après la densité du matériau.
éprouvette de caoutchouc soumise 8 une action abrasive par
frottement sur une qualité spécifiée de toile abrasive. Étant
donné que des facteurs tels que la qualité des particules abrasi-
4 Définitions
ves et l’adhésif utilisés dans la fabrication de la toile ainsi que la
contamination et l’usure dues aux essais antérieurs entraînent
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
des variations dans les valeurs absolues de la perte par abra-
tions suivantes sont applicables.
sion, tous les essais doivent être comparatifs et il convient
d’utiliser des caoutchoucs de référence pour que les résultats
4.1 résistance à l‘abrasion : Résistance 8 l’usure due à une
puissent être exprimés soit en perte de volume relative par rap-
action mécaniaue sur une surface.
port à une toile abrasive calibrée, soit par un indice de résis-
tance à l‘abrasion par rapport à un caoutchouc de référence.
NOTE - Dans le cadre de la prhsente Norme internationale, la résis-
tance à l’abrasion est exprimée soit en perte de volume relative par rap-
On ne peut déduire aucune relation entre les résultats de cet
port à une toile abrasive calibrée, soit par un indice de résistance à
essai d‘abrasion et les performances en service.
l’abrasion par rapport à un caoutchouc de référence.
4.2 perte de volume relative : Perte de volume, en millimè-
2 RBférences
tres cubes, du caoutchouc à l‘essai, après avoir été soumis à
IS0 48, Elastomères vulcanisés - Détermination de la dureté l‘abrasion par une toile abrasive qui provoque une perte de
(Dureté comprise entre 30 et 85 DlDC 1. masse du caoutchouc de référence approprié (voir annexe B,
chapitre B. 1) de 200 mg, dans les conditions d’essai préféren-
ISOIR 275, Blanc de zinc pour peintures.
tielles pour la méthode A, à savoir une distance de 40 m, une
charge de 10 N et l’utilisation du porte-éprouvette non tour-
IS0 471 ~ Caoutchouc - Températures, humidités et durées
nant.
normales pour le conditionnement et l’essai des éprouvettes.
NOTE - Plus la perte de volume relative est élevée, plus la résistanceà
IS0 2393, Mélanges d‘essai B base d’élastomères - Mélan-
l’abrasion est faible.
geage, préparation et vulcanisation - Appareillage et mode
opkratoire.
4.3 indice de resistance à l’abrasion : Rapport de la perte
de volume d’un caoutchouc de référence à la perte de volume
IS0 2781, Caoutchouc vulcanisé - Détermination de la masse
du caoutchouc à l‘essai, mesurées dans des conditions spéci-
volumique.
fiées identiques, et exprimé en pourcentage.
ASTM D 1765, Standard classification system for carbon black
used in rubber products (Système de classification normalisé
5 Appareillage et matériaux
pour les noirs de carbone utilisés dans les produits à base de
caoutchouc).
5.1 Machine d‘abrasion
L’appareil d‘essai (voir figure 1) est constitué d‘un porte-
3 Principe
éprouvette, qui peut se déplacer latéralement, et d’un tambour
tournant sur lequel la toile abrasive (5.2) est fixée.
Soumission d’une éprouvette de caoutchouc cylindrique à
l’action d’une toile abrasive de qualité abrasive spécifibe, sous
Le tambour doit avoir un diamètre de 150 + 0,2 mm et une lon-
une pression de contact spécifiée et sur une surface détermi-
gueur d’environ 500 mm, et il doit tourner à une fréquence de
née.
40 k 1 min - 1 dans le sens de rotation indiqué à la figure 1.
1
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IS0 4649-1985 (FI
Le porte-éprouvette doit être constitué par une pince ayant un Chaque fois que l‘on utilise une nouvelle feuille de toile, il est
orifice cylindrique, dont le diamètre peut varier de 15,5 à nécessaire d‘y indiquer le sens du déplacement, car il est impor-
16,3 mm, et un dispositif permettant d’ajuster à 2 f 0,2 mm la tant d’utiliser le même sens pour tous les essais ultérieurs.
partie de I‘éprouvette qui dépasse de l’ouverture. Le porte-
éprouvette doit être monté sur un bras pivotant fixé à une glis- Des indications concernant une toile appropriée sont données
sière qui peut se déplacer latéralement sur un axe. Le déplace- dans l’annexe A.
ment latéral du porte-éprouvette doit être de 4,20 f 0,04 mm
par révolution du tambour. Un dispositif approprié peut être
5.3 Emporte-pièce tournant (voir figure 2)
prévu pour faire tourner I‘éprouvette pendant l’essai par rota-
tion du porte-éprouvette de préférence à la vitesse de 1 tour par
Un emporte-pièce tournant peut être nécessaire pour préparer
50 révolutions du tambour.
les éprouvettes (voir 6.1). La fréquence de rotation de ce der-
nier doit être d’au moins 1 O00 min - 1 pour la plupart des caout-
NOTE - Avec ce déplacement latéral, I’éprouvette passe quatre fois
choucs, et même supérieure pour les caoutchoucs de dureté
sur un même emplacement de la toile abrasive.
inférieure à 50 DIDC (voir IS0 48).
L‘axe du porte-éprouvette doit être incliné de 3’ par rapport a la
5.4 Balance
perpendiculaire dans le sens de rotation (voir figure 1) et doit
être placé directement au-dessus de l‘axe longitudinal du tam-
La balance doit être d’une précision suffisante pour permettre
bour, à f Imm.
de déterminer la perte de masse d‘une éprouvette à + 1 mg.
Le bras et le porte-éprouvette ne doivent pas vibrer pendant
5.5 Caoutchoucs de réference
l’opération et ils doivent être disposés de manière que l‘éprou-
vette appuie contre le tambour avec une force verticale de
Les spécifications concernant les caoutchoucs de référence
10 + 0,2 N, obtenue par addition de poids sur le sommet du
sont données en détail dans l’annexe B.
porte-éprouvette. Dans certains cas particuliers, on peut utiliser
une force de 5 f 0,l N.
6 Éprouvettes
La toile abrasive doit être fixée au tambour à l’aide de trois ban-
des de ruban adhésif double-face régulièrement espacées,
6.1 Type et préparation
allant d’un bout à l’autre du tambour. On doit s‘assurer que la
toile abrasive est bien maintenue afin d‘avoir une surface abra-
Les éprouvettes doivent être de forme cylindrique, de
sive uniforme sur toute la surface du cylindre. L’une des bandes
16 ? 0,2 mm de diamètre et de hauteur au moins égale à
doit être mise là où les deux bords de la toile abrasive se rejoi-
6 mm.
gnent. L’idéal serait que les deux bords joignent exactement,
mais s’il existe un espace, il ne doit pas être supérieur à 2 mm.
Les éprouvettes sont préparées normalement à l’aide de
Le ruban adhésif doit avoir environ 50 mm de largeur et pas
l‘emporte-pièce tournant (5.3). Pendant le découpage, il est
plus de 0,2 mm d’épaisseur.
recommandé de lubrifier le bord tranchant de celui-ci avec de
l‘eau additionnée d’un agent mouillant. II est interdit de les
découper à l‘emporte-pièce agissant par pression.
La mise en place de I’éprouvette sur la toile abrasive au début
d‘un essai et son retrait après abrasion sur une distance de
En variante, les éprouvettes peuvent être vulcanisées dans un
40 m (soit 84 tours) doivent être automatiques. Dans les cas
moule.
particuliers où la perte de volume de I‘éprouvette est très éle-
vée, la distance d’abrasion peut être ramenée à 20 m seulement
Si l‘on ne dispose pas d‘éprouvettes de I‘épaisseur voulue, on
(soit 42 tours). Si l‘on utilise une distance d‘abrasion de 20 m, il
peut obtenir I’épaisseur nécessaire en collant un morceau du
est recommandé de relier un compte-tours ou un dispositif
caoutchouc à essayer sur un élément de base de dureté au
d’arrêt automatique au tambour.
moins égale à 80 DIDC. L’épaisseur du caoutchouc à l’essai ne
doit pas être inférieure à 2 mm.
Pour protéger la toile abrasive des dommages que pourrait
entraîner le porte-éprouvette, il est recommandé d’avoir un dis-
6.2 Nombre
positif arrêtant l’appareil juste avant que le bord inférieur du
porte-éprouvette touche la toile.
On doit effectuer trois essais, ce qui normalement nécessitera
trois éprouvettes. Toutefois, il se peut qu’une seule éprouvette
5.2 Toile abrasive
soit nécessaire si la perte de masse par essai est très faible.
Une toile abrasive en oxyde d‘aluminium de grain 60, d‘au
6.3 Delai entre vulcanisation et essai
moins 400 mm de largeur, de 473 mm de longueur et de 1 mm
d‘épaisseur en moyenne doit être utilisée comme abrasif.
Pour tous les essais, le délai minimal entre vulcanisation et essai
doit être de 16 h. Pour les essais ne concernant pas des pro-
Dans un essai avec éprouvette fixe de caoutchouc de référence duits, le délai maximal entre vulcanisation et essai doit être de
décrit dans l‘annexe B, chapitre B.l, cette surface abrasive doit 4 semaines et, pour les évaluations qui doivent être compara-
entraîner une perte de masse comprise entre 180 et 220 mg bles, les essais doivent, autant que possible, être effectués
pour une distance d‘abrasion de 40 m. après le même délai.
2
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IS0 4649-1985 (FI
Pour les essais sur des produits, chaque fois que cela est possi- Amener le porte-éprouvette et la glissière au point de départ,
ble, le délai entre vulcanisation et essai ne doit pas dépasser placer I‘éprouvette sur la toile abrasive et mettre le tambour en
marche. Vérifier qu‘il n‘y a pas de vibrations dans le porte-
3,mois. Dans les autres cas, les essais doivent être effectués
dans les 2 mois qui suivent la réception du produit par I’utilisa- éprouvette. Cette méthode d’essai ne donne pas de résultats
teu r . significatifs s’il y a des vibrations anormales dans le porte-
éprouvette. Le déroulement de l’essai s‘arrête automatique-
ment après une course d’abrasion de 40 m. Lorsque les pertes
6.4 Conditionnement
de masse sont relativement élevées (normalement supérieures à
400 mg en 40 m), le tambour peut être arrêté après 20 m de
Conditionner toutes les éprouvettes à une température normale
course et la longueur d‘éprouvette exposée réajustée à
de laboratoire, conformément à I’ISO 471, pendant une durée
2,O + 0,2 mm de manière que l‘essai puisse être remis en route
minimale de 15 h immédiatement avant l’essai.
et terminé. A aucun moment, la hauteur de I’éprouvette ne doit
être inférieure à 5 mm. Si la perte de masse est supérieure à
NOTE - Pour certains caoutchoucs qui sont sensibles B l’humidité,
600 mg en 10 m, l‘essai doit être effectué sur seulement la moi-
l‘humidité doit également être contralée.
tié de la distance (c’est-à-dire 20 m) et ceci doit être mentionné
dans le procès-verbal d’essai. Les résultats doivent être multi-
pliés par 2 de facon que la perte de masse puisse toujours être
7 Température d‘essai
donnée pour une distance d’abrasion de 40 m.
L‘essai doit être effectué à une température normale de labora-
Après l‘essai, peser I’éprouvette à 1 mg près. II est parfois
toire (voir IS0 471).
nécessaire d’ébarber les éprouvettes avant de les peser, en par-
Pendant un essai, il peut y avoir une augmentation considéra- ticulier si l’on utilise une éprouvette fixe.
ble de température à l‘interface d’abrasion, ce qui peut entraî-
ner une augmentation de température 8 l‘intérieur de l‘éprou-
Faire trois essais sur chaque caoutchouc à essayer. Normale-
vette. Dans le cadre de la présente Norme internationale, ces
ment, on n’effectue qu’un seul essai par éprouvette, mais si la
augmentations de température doivent être négligées, la tem-
perte de masse est relativement faible, on peut effectuer
pérature de l’essai étant celle de I’atmosph8re ambiante et de
jusqu’à trois essais avec la même éprouvette. Lorsqu‘on effec-
I’éprouvette avant le commencement de l’essai.
tue des essais répétés sur la même éprouvette, il est nécessaire
de laisser s’écouler un temps suffisant entre chaque essai pour
Lorsque des essais répétés sont effectués sur la même éprou-
que la température de l’ensemble de I’éprouvette revien
...
a
Norme internationale
.
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIKKP(YHAPOAHAR OPI-AHM3AlJMR fl0 CTAH~APTW3A~MM.ORGANISATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
- Détermination de la résistance à I’abrasion
Caoutchouc
à l’aide d’un dispositif à tambour tournant
Rubber - Determination of abrasion resistance using a ro tating cylindrical drum device
Première édition - 1985-04-01
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w CDU 621.4 : 620.1 : 539.538 Réf. no : ISO 4649-1985 (F)
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’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 gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 4649 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45,
Ëlastomères et produits à base d’élastomères.
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Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE
Détermination de la résistance à I’abrasion
Caoutchouc -
à l’aide d’un dispositif à tambour tournant
L’abrasion se produit sur l’une des faces planes de l’éprouvette
1 Objet et domaine d’application
cylindrique, la toile abrasive étant fixée sur la surface d’un tam-
La présente Norme internationale spécifie une méthode de bour cylindrique tournant contre lequel l’éprouvette est mainte-
détermination de la résistance du caoutchouc à I’abrasion à nue et sur toute la largeur duquel elle se déplace.
l’aide d’un dispositif à tambour tournant.
Détermination de la perte de masse de l’éprouvette et calcul de
La méthode consiste à déterminer la perte de volume d’une
la perte de volume d’après la densité du matériau.
éprouvette de caoutchouc soumise à une action abrasive par
frottement sur une qualité spécifiée de toile abrasive. Étant
donné que des facteurs tels que la qualité des particules abrasi-
4 Définitions
ves et l’adhésif utilisés dans la fabrication de la toile ainsi que la
contamination et l’usure dues aux essais antérieurs entraînent
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
des variations dans les valeurs absolues de la perte par abra-
tions suivantes sont applicables.
sion, tous les essais doivent être comparatifs et il convient
d’utiliser des caoutchoucs de référence pour que les résultats
4.1 résistance à I’abrasion : Résistance à l’usure due à une
puissent être exprimés soit en perte de volume relative par rap-
action mécanique sur une surface.
port à une toile abrasive calibrée, soit par un indice de résis-
tance à I’abrasion par rapport à un caoutchouc de référence.
NOTE - Dans le cadre de la présente Norme internationale, la résis-
tance à I’abrasion est exprimée soit en perte de volume relative par rap-
On ne peut déduire aucune relation entre les résultats de cet’
port à une toile abrasive calibrée, soit par un indice de résistance à
essai d’abrasion et les performances en service.
I’abrasion par rapport à un caoutchouc de référence.
4.2 perte de volume relative : Perte de volume,.en millimè-
2 Références
tres cubes, du caoutchouc à l’essai, après avoir été soumis à
ISO 48, Ëlastomères vulcanisés - Détermination de la dureté I’abrasion par une toile abrasive qui provoque une perte de
(Dureté comprise entre 30 et 85 DIDCI. masse du caoutchouc de référence approprié (voir annexe B,
chapitre B.l) de 200 mg, dans les conditions d’essai préféren-
ISO/R 275, Blanc de zinc pour peintures.
tielles pour la méthode A, à savoir une distance de 40 m, une
charge de 10 N et l’utilisation du porte-éprouvette non tour-
ISO 471, Caoutchouc - Températures, humidités et durées
nant.
normales pour le conditionnement et l’essai des éprouvettes.
NOTE - Plus la perte de volume relative est élevée, plus la résistance à
ISO 2393, Mélanges d’essai à base d’élastomères - Mélan-
I’abrasion est faible.
geage, préparation et vulcanisation - Appareillage et mode
opératoire.
4.3 indice de résistance à I’abrasion : Rapport de la perte
de volume d’un caoutchouc de référence à la perte de volume
ISO 2781, Caoutchouc vulcanise - Détermination de la masse
du caoutchouc à l’essai, mesurées dans des conditions spéci-
volumigue.
fiées identiques, et exprimé en pourcentage.
ASTM D 1765, Standard classification system for carbon black
used in rubber products (Système de classification normalisé
5 Appareillage et matériaux
pour les noirs de carbone utilisés dans les produits à base de
caoutchouc).
5.1 Machine d’abrasion
L’appareil d’essai (voir figure 1) est constitué d’un porte-
3 Principe
éprouvette, qui peut se déplacer latéralement, et d’un tambour
tournant sur lequel la toile abrasive (5.2) est fixée.
Soumission d’une éprouvette de caoutchouc cylindrique à
l’action d’une toile abrasive de qualité abrasive spécifiée, sous
Le tambour doit avoir un diamètre de 150 + 0,2 mm et une lon-
une pression de contact spécifiée et sur une surface détermi-
gueur d’environ 500 mm, et il doit tourner à une fréquence de
née.
40 + 1 min - 1 dans le sens de rotation indiqué à la figure 1.
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ISO 4649-1985 (FI
Chaque fois que l’on utilise une nouvelle feuille de toile, il est
Le porte-éprouvette doit être constitué par une pince ayant un
orifice cylindrique, dont le diamètre peut varier de 15,5 à nécessaire d’y indiquer le sens du déplacement, car il est impor-
16,3 mm, et un dispositif permettant d’ajuster à 2 k 0,2 mm la tant d’utiliser le même sens pour tous les essais ultérieurs.
partie de l’éprouvette qui dépasse de l’ouverture. Le porte-
éprouvette doit être monté sur un bras pivotant fixé à une glis- Des indications concernant une toile appropriée sont données
sière qui peut se déplacer latéralement sur un axe. Le déplace- dans l’annexe A.
ment latéral du porte-éprouvette doit être de 4,20 + 0,04 mm
par révolution du tambour. Un dispositif approprié peut être
5.3 Emporte-pièce tournant (voir figure 2)
prévu pour faire tourner l’éprouvette pendant l’essai par rota-
tion du porte-éprouvette de préférence à la vitesse de 1 tour par
Un emporte-pièce tournant peut être nécessaire pour préparer
50 révolutions du tambour.
les éprouvettes (voir 6.1). La fréquence de rotation de ce der-
nier doit être d’au moins 1 000 min -1 pour la plupart des caout-
NOTE - Avec ce déplacement latéral, l’éprouvette passe quatre fois choucs, et même supérieure pour les caoutchoucs de dureté
sur un même emplacement de la toile abrasive.
inférieure à 50 DIDC (voir ISO 48).
L’axe du porte-éprouvette doit être incliné de 3O par rapport à la
5.4 Balance
perpendiculaire dans le sens de rotation (voir figure 1) et doit
être placé directement au-dessus de l’axe longitudinal du tam-
La balance doit être d’une précision suffisante pour permettre
bour, à + lmm.
de déterminer la perte de masse d’une éprouvette à k 1 mg.
Le bras et le porte-éprouvette ne doivent pas vibrer pendant
5.5 Caoutchoucs de référence
l’opération et ils doivent être disposés de manière que I’éprou-
vette appuie contre le tambour avec une force verticale de
Les spécifications concernant les caoutchoucs de référence
10 + 0,2 N, obtenue par addition de poids sur le sommet du
sont données en détail dans l’annexe B.
porte-éprouvette. Dans certains cas particuliers, on peut utiliser
une force de 5 k 0,l N.
6 Éprouvettes
La toile abrasive doit être fixée au tambour à l’aide de trois ban-
des de ruban adhésif double-face régulièrement espacées,
6.1 Type et préparation
allant d’un bout à l’autre du tambour. On doit s’assurer que la
toile abrasive est bien maintenue afin d’avoir une surface abra-
Les éprouvettes doivent être de forme cylindrique, de
sive uniforme sur toute la surface du cylindre. L’une des bandes
16 + 0,2 mm de diamètre et de hauteur au moins égale à
doit être mise là où les deux bords de la toile abrasive se rejoi-
6 mm.
gnent. L’idéal serait que les deux bords joignent exactement,
mais s’il existe un espace, il-ne doit pas être supérieur à 2 mm. Les éprouvettes sont préparées normalement à l’aide de
Le ruban adhésif doit avoir environ 50 mm de largeur et pas
l’emporte-pièce tournant (5.3). Pendant le découpage, il est
plus de 0,2 mm d’épaisseur. recommandé de lubrifier le bord tranchant de celui-ci avec de
l’eau additionnée d’un agent mouillant. II est interdit de les
découper à l’emporte-pièce agissant par pression.
La mise en place de l’éprouvette sur la toile abrasive au début
d’un essai et son retrait après abrasion sur une distance de
En variante, les éprouvettes peuvent être vulcanisées dans un
40 m (soit 84 tours) doivent être automatiques. Dans les cas
moule.
particuliers où la perte de volume de l’éprouvette est très éle-
vée, la distance d’abrasion peut être ramenée à 20 m seulement
Si l’on ne dispose pas d’éprouvettes de l’épaisseur voulue, on
(soit 42 tours). Si l’on utilise une distance d’abrasion de 20 m, il
peut obtenir l’épaisseur nécessaire en collant un morceau du
est recommandé de relier un compte-tours ou un dispositif
caoutchouc à essayer sur un élément de base de dureté au
d’arrêt automatique au tambour.
moins égale à 80 DIDC. L’épaisseur du caoutchouc à l’essai ne
doit pas être inférieure à 2 mm.
‘Pour protéger la toile abrasive des dommages que pourrait
entraîner le porte-éprouvette, il est recommandé d’avoir un dis-
6.2 Nombre
positif arrêtant l’appareil juste avant que le bord inférieur du
’ porte-éprouvette touche la toile.
On doit effectuer trois essais, ce qui normalement nécessitera
trois éprouvettes. Toutefois, il se peut qu’une seule éprouvette
5.2 Toile abrasive
soit nécessaire si la perte de masse par essai est très faible.
Une toile abrasive en oxyde d’aluminium de grain 60, d’au
6.3 Délai entre vulcanisation et essai
moins 400 mm de largeur, de 473 mm de longueur et de 1 mm
d’épaisseur en moyenne doit être utilisée comme abrasif.
Pour tous les essais, le délai minimal entre vulcanisation et essai
doit être de 16 h. Pour les essais ne concernant pas des pro-
Dans un essai avec éprouvette fixe de caoutchouc de référence duits, le délai maximal entre vulcanisation et essai doit être de
décrit dans l’annexe B, chapitre 6.1, cette surface abrasive doit 4 semaines et, pour les évaluations qui doivent être compara-
entraîner une perte de masse comprise entre 180 et 220 mg bles, les essais doivent, autant que possible, être effectués
après le même délai.
pour une distance d’abrasion de 40 m.
2
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IsO 4649-1985 (FI
Amener le porte-éprouvette et la glissière au point de départ,
Pour les essais sur des produits, chaque fois que cela est possi-
ble, le délai entre vulcanisation et essai ne doit pas dépasser placer l’éprouvette sur la toile abrasive et mettre le tambour en
3*mois. Dans les autres cas, les essais doivent être effectués marche. Vérifier qu’il n’y a pas de vibrations dans le porte-
dans les 2 mois qui suivent la réception du produit par I’utilisa- éprouvette. Cette méthode d’essai ne donne pas de résultats
teur. significatifs s’il y a des vibrations anormales dans le porte-
éprouvette. Le déroulement de l’essai s’arrête automatique-
ment après une course d’abrasion de 40 m. Lorsque les pertes
6.4 Conditionnement
de masse sont relativement élevées (normalement supérieures à
400 mg en 40 m), le tambour peut être arrêté après 20 m de
Conditionner toutes les éprouvettes à une température normale
course et la longueur d’éprouvette exposée réajustée à
de laboratoire, conformément à I’ISO 471, pendant une durée
2,0 + 0,2 mm de manière que l’essai puisse être remis en route
-
minimale de 15 h immédiatement avant l’essai.
et terminé. A aucun moment, la hauteur de l’éprouvette ne doit
être inférieure à 5 mm. Si la perte de masse est supérieure à
NOTE
- Pour certains caoutchoucs qui sont sensibles à l’humidité,
600 mg en 10 m, l’essai doit être effectué sur seulement la moi-
l’humidité doit également être contrôlée.
tié de la distance (c’est-à-dire 20 m) et ceci doit être mentionné
dans le procès-verbal d’essai. Les résultats doivent être multi-
pliés par 2 de facon que la perte de masse puisse toujours être
7 Température d’essai
donnée pour une distance d’abrasion de 40 m.
L’essai doit être effectué à une température normale de labora-
toire (voir ISO 471). Après l’essai, peser l’éprouvette à 1 mg près. II est parfois
nécessaire d’ébarber les éprouvettes avant de les peser, en par-
Pendant un essai, il peut y avoir une augmentation considéra- ticulier si l’on utilise une éprouvette fixe.
ble de température à l’interface d’abrasion, ce qui peut entraî-
ner une augmentation de température à l’intérieur de I’éprou-
Faire trois essais sur chaque caoutchouc à essayer. Normale-
vette. Dans le cadre de la présente Norme internationale, ces
ment, on n’effectue qu’un seul essai par éprouvette, mais si la
augmentations de température doivent être négligées, la tem-
perte de masse est relativement faible, on peut effectuer
pérature de l’essai étant celle de l’atmosphère ambiante et de
jusqu’à trois essais avec la même éprouvette. Lorsqu’on effec-
l’éprouvette avant le commencement de l’essai.
tue des essais répétés sur la même éprouvette, il est nécessaire
de laisser s’écouler un temps suffisant entre chaque essai pour
Lorsque des essais répétés sont effectués sur la même éprou-
que la température de l’ensemble de l’éprouvette revienne à la
vette, il faudra laisser un délai suffisant entre ces essais pour la,
température normale de laboratoire. Pour les éprouvettes non
température de l’ensemble de l’éprouvette re
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.