在材料科學與工程領域，低溫環境下的力學性能是衡量材料可靠性的關鍵指標。低溫彎折儀作為專業測試材料在低溫條件下抗彎曲性能的精密設備，廣泛應用于防水材料、塑料、橡膠等行業，為產品研發、質量控制及標準認證提供核心數據支撐。
一、定義與核心功能?
(一)設備定義?
低溫彎折儀是一種通過模擬低溫環境(通常 - 40℃~30℃)，對材料試件施加規定角度的彎曲載荷，檢測其是否出現裂紋、斷裂或失效的專用試驗設備。其核心功能包括：?
1.低溫環境模擬：通過制冷系統將試驗艙溫度控制在目標低溫，精度可達 ±0.5℃;?
2.彎折性能測試：按標準要求(如 GB/T 12952、ASTM D5944)對試件進行 90° 或 180° 彎曲，觀察表面及內部損傷;?
3.失效判定：結合目視檢查或顯微鏡觀測，判斷材料在低溫下的脆化溫度及抗彎折能力。?
(二)技術優勢?
與常規彎折測試設備相比，低溫彎折儀的核心價值在于低溫環境與彎曲載荷的精準耦合：?
1.普通彎折機僅能在室溫下測試，無法評估材料在嚴寒條件下的性能;?
2.低溫箱與彎折裝置的一體化設計，避免試件轉移過程中的溫度波動，確保測試數據的可靠性。?
二、工作原理與系統構成?
(一)核心技術原理?
設備通過三大系統協同實現測試功能：?
制冷系統?
采用壓縮機制冷(復疊式或單級制冷)，搭配乙醇或乙二醇低溫介質(冰點 - 50℃以下)，通過蒸發器與試驗艙熱交換，將溫度穩定在目標值;?
溫控系統基于 PID 算法，通過 Pt100 溫度傳感器實時反饋，實現 ±0.5℃的控溫精度(空載)。?
彎折執行系統?
由伺服電機驅動滾珠絲桿，帶動彎折壓板以恒定速率(如 50mm/min)下壓試件，接觸曲率半徑符合標準要求(如 Φ20mm、Φ50mm);?
位移傳感器實時監測彎曲行程，確保達到規定彎曲角度(如 90° 時壓板位移對應標準試件厚度的 2 倍)。?
數據采集與控制系統?
觸摸屏人機界面(HMI)支持溫度、彎曲速率、曲率半徑等參數設定，實時顯示試驗曲線(溫度 - 時間、位移 - 載荷);?
具備數據存儲功能，可導出測試報告(含溫度曲線、失效照片、判定結果)，滿足 ISO 17025 實驗室認證要求。?
三、性能指標?
(一)溫度控制能力?
控溫范圍：常規機型 - 40℃~30℃，超低溫型可達 - 60℃(需定制);?
降溫速率：從 25℃降至 - 40℃≤60 分鐘(空載)，升溫速率≤5℃/min;?
均勻性：試驗艙內溫度偏差≤±1℃(穩定后 1 小時測試)。?
(二)彎折性能參數?
彎曲角度：90°±0.5°、180°±1°(可通過位移傳感器精確控制);?
加載速率：10~500mm/min 無級可調，分辨率 0.1mm/min;?
曲率半徑：標配 Φ20mm、Φ50mm 壓板，支持定制特殊曲率(如 Φ10mm 用于嚴苛測試)。?
(三)適用試件規格?
板材：厚度 1~10mm，寬度 50±1mm，長度 200±1mm(符合 GB/T 12952 標準);?
片材：卷材試件需提前裁取，邊緣整齊無毛刺，避免應力集中影響測試結果。?
四、主要應用領域?
(一)防水材料檢測?
防水卷材：如 SBS 改性瀝青卷材、TPO 高分子卷材，按 GB 18242 標準測試 - 25℃下彎折無裂紋，判定耐低溫性能等級;?
密封膠：硅酮密封膠在 - 40℃彎折后檢查粘結面是否開裂，評估嚴寒地區建筑接縫的防水可靠性。?
(二)高分子材料研發?
塑料管材：PVC-U 給水管在 - 10℃彎折測試，驗證低溫環境下的抗沖擊性能，避免冬季安裝時脆裂;?
橡膠制品：O 型密封圈低溫彎折試驗(如 - 30℃)，檢測彈性體結晶硬化程度，確保航空、汽車等領域密封件可靠性。?
(三)行業標準測試案例?
GB/T 12952《聚氯乙烯防水卷材》：?
試件在 - 20℃±2℃下放置 2h，以 R=10mm 曲率彎曲 180°，表面無裂紋為合格;?
ASTM D5944《柔性聚合物薄膜低溫彎曲性標準試驗方法》：?
采用階梯降溫法(每次降 5℃)，記錄試件出現裂紋的z低溫度(脆化溫度)，用于包裝材料耐低溫評估。?
五、操作規范與安全須知?
(一)測試前準備?
1. 試件制備：?
按標準裁取試件，邊緣用砂紙打磨光滑，避免加工缺陷導致誤判;?
試件需在目標溫度下預處理 2h 以上(確保溫度均勻滲透，厚度>5mm 時延長至 4h)。?
2. 設備校準：?
每周用標準溫度計校準試驗艙溫度(三點法：上、中、下各 1 點)，偏差>±1℃時重新標定;?
每月檢查彎折壓板平行度(使用塞尺，間隙<0.1mm)，確保試件受力均勻。?
(二)測試過程控制?
1. 溫度穩定：?
達到設定溫度后，需等待溫度波動<±0.5℃持續 30 分鐘再開始測試，避免溫度過沖影響結果;?
2. 彎曲操作：?
勻速加載至目標角度(如 50mm/min)，加載過程中不得停頓，肉眼觀察試件外表面變化，裂紋判定需在自然光下進行(光照強度≥300lux)。?
(三)安全與維護?
1. 制冷系統保養：?
風冷型設備每季度清潔冷凝器灰塵(用壓縮空氣吹掃)，水冷型每月更換冷卻水(去離子水，電導率<10μS/cm);?
長期停用前，需將試驗艙溫度升至室溫，運行除霜程序(清除蒸發器結霜，避免制冷劑效率下降)。?
2. 安全操作：?
接觸 - 30℃以下低溫時需戴耐低溫手套(防護等級 EN 374-1)，防止皮膚凍傷;?
設備接地電阻需<4Ω，避免漏電風險，維修時先斷電并等待壓縮機電容放電(≥5 分鐘)。?
低溫彎折儀作為材料低溫韌性測試的核心裝備，其技術精度直接影響產品在嚴寒環境中的應用可靠性。從防水材料的耐候性認證到橡膠制品的研發測試，設備的正確使用與維護是獲取有效數據的關鍵。
