Définition de l’essai de dureté selon Shore
La dureté Shore des caoutchoucs et élastomères est déterminée à l'aide de la méthode d'essai normalisée selon ISO 48-4 ou ASTM D2240.
Dans l’essai de dureté Shore, la profondeur de pénétration est mesurée par un pénétrateur en acier trempé chargé par ressort, qui pénètre dans le matériau/l'éprouvette. La profondeur de pénétration est une mesure de la dureté Shore, qui est mesurée sur une échelle de 0 Shore (2,5 millimètres de profondeur de pénétration) à 100 Shore (0 millimètre de profondeur de pénétration). Une série de différentes échelles Shore ont été établies, en faisant varier les différentes formes de pénétrateurs et caractéristiques ressort. Les échelles les plus fréquemment utilisées sont les échelles Shore A et D, et Shore B, C, 0, 00, 000, et D0 pour applications spécifiques.
Échelles Shore et exemples d’applications:
- Shore A: Caoutchouc souple, élastomères et caoutchouc naturel
- Shore D: Élastomères plus durs, plastiques et thermoplastiques rigides
- Shore 0: Élastomères souples et tissus textiles
- Shore 00: Caoutchouc mousse et cellulaire
- Shore B: Élastomères plus durs que Shore A
- Shore C: Élastomères moyennement rigides
VLRH (DIDC supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
Différence entre l’essai de dureté Shore selon ISO 48-4 et ASTM D2240
| Norme | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
| Épaisseur éprouvette | 6 mm | 6 mm |
| Stratification | oui (3 couches) | oui |
| Mesures | 5 | 5 |
| Distance de mesure | 6 mm | 6 mm |
| Temps d'arrêt | 3 s Vulcanisats 15 s TPE | inférieur à 1 s |
| Charge | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Indication de dureté | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Déroulement de l’essai de dureté Shore
Dans la méthode d'essai Shore selon ISO 48-4, les paramètres suivants doivent être pris en compte au préalable:
- Pour déterminer la dureté d'un matériau, la norme exige que cinq mesures soient effectuées et qu'une valeur moyenne soit calculée à partir de ces mesures.
- Le temps mesuré est de 15 secondes, lorsque la durée diffère, cela doit être indiqué dans la valeur de dureté.
- Le matériau à tester doit être stocké pendant au moins 1h à une température ambiante de +23°C ± 2°C.
Lors de l'essai, le pénétrateur est tout d'abord enfoncé dans l'éprouvette avec une force ressort de 1,11 - 44,5N. Puis, le pénétrateur est enfoncé dans l'éprouvette avec une force de presse de 3,92 - 50N pendant 15 secondes. La profondeur de pénétration dans l’éprouvette est comprise entre 0 et 2,5 mm. Cette profondeur de pénétration est mesurée à l’aide du duromètre et la valeur de dureté en est déduite. Le pénétrateur doit agir sur l'éprouvette avec la force de presse totale et une durée de 15 secondes. Lorsque la durée d'application est dépassée (ou non), cela doit être indiqué dans la valeur de dureté. Plus la durée d'application est longue, plus la valeur de dureté Shore sera basse.
L'écartement minimal entre les empreintes d'essais doit être respecté conformément à la norme. L’écartement moyen entre les empreintes doit être ≥ de 5mm et ≥ de 12mm par rapport au bord de l’éprouvette.
Méthodes de l’essai de dureté Shore
Les différentes méthodes se distinguent par:
- La forme du pénétrateur (voir graphique plus bas)
- La hauteur de la force ressort F:
- La hauteur de la force de presse FA.
Les différentes méthodes d'essais qui en résultent utilisent sept pénétrateurs distincts et quatre forces de presse différentes. Les différences spécifiques à chaque méthode sont indiquées dans le tableau ci-dessous.
Méthode | Force ressort F [N] | Force de presse FA [N] | Pénétrateur | Course de mesure t [mm] | Épaisseur éprouvette [mm] | Plage de mesure |
Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Cône tronqué, angle de cône 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10 à 90 <20 Shore D |
Shore A0 ou Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Spère, Ø 2,5mm | 2,5 | ≥ 6 | <20 Shore A |
Shore AM ou Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Cône avec angle 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10 à 90 |
Shore B | 8,065 N | 9,81 N | Cône avec angle 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10 à 90 |
Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Cône tronqué, angle de cône 35°, dia. cône tronqué 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10 à 90 |
Shore D | 44,5 N | 49,0 N | Cône avec angle 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30 à 90 >90 Shore A |
Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Sphère, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10 à 90 |
Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Sphère, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10 à 90 |
Comment lire et représenter la valeur de dureté Shore?
La valeur de dureté de l'essai de dureté Shore se compose de trois éléments principaux:
- 1. une valeur de dureté numérique;
- 2. le mot „Shore“, qui signifie dureté selon Shore;
- 3. le nom de la méthode Shore, qui définit le pénétrateur et les paramètres associés.
Lorsque la durée d'application diffère de la norme, une indication de temps est ajoutée comme quatrième élément.
Exemple de représentation et de mode de lecture d'une valeur de dureté:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ...Valeur de dureté |
| Shore | ...selon Shore |
| A | ...méthode Shore cône tronqué avec angle de cône 35°, force ressort 8,065N et force de presse 12,5N |
| 10 | …durée d'application de la force de presse en dehors de la durée recommandée, dans ce cas 10 secondes |
Dureté Shore ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 et -4, ASTM D 2240
- La dureté Shore est mesurée sur les plastiques selon la norme ISO 868 ou ASTM D2240. La méthode de mesure est facile à utiliser et peut être aisément réalisée avec des appareils portables. Les mesures de dureté selon Shore une très large diffusion en Contrôle Qualité et appartiennent aux méthodes macroscopiques. Pour les essais en laboratoire, l'utilisation de l'appareil dans un support est recommandé. L’étalonnage des appareils est décrit dans l’ISO 21509.
- La dureté Shore sur caoutchouc et élastomères est mesurée selon l’ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 ou ASTM D 2240. L’ISO 48-9 décrit l’étalonnage des appareils. La principale différence à l’intérieur des normes ISO par rapport à la mesure sur les plastiques est le temps d'application du pénétrateur.
- Dans les deux cas, cette méthode sert à mesurer la profondeur sur laquelle le pénétrateur s'enfonce dans le matériau. Un ressort avec caractéristiques déterminées charge pour ce faire le pénétrateur. Plus la dureté du matériau à tester est grande, plus la profondeur de pénétration est faible, mais plus la charge du pénétrateur est élevée. La dureté Shore est représentée sur une échelle de 0 à 100 Shore. La force d'appui du pied de contact de l'appareil sur la surface de l'éprouvette détermine la position zéro. Elle est, selon la norme, d'environ 10 N pour le shore A et d'environ 50 N pour le shore D.
- Différentes échelles Shore ont été établies, en faisant varier les différentes formes de pénétrateurs et caractéristiques ressort. Les échelles les plus fréquemment utilisées sont les échelles Shore A et D, et Shore B, C, 0, 00, 000, et D0 pour applications spécifiques. Les applications vont des élastomères souples (Shore A) aux thermoplastiques rigides (Shore D).
- Analoges und digitales Shore-Härteprüfgerät
ZwickRoell propose deux appareils de dureté Shore: une version à cadran et une version numérique et connectivité à un PC. Les appareils d’essais sont équipés de roulements à billes linéaires réglés sans jeu et fonctionnent sans frottement ou presque. La constante ressort peut être ajustée avec précision lors de l'étalonnage afin de respecter les forces prescrites par les normes pour chaque valeur Shore. Les tolérances prescrites par les normes sont ainsi respectées, ce qui permet une grande répétabilité des résultats.
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