Durezza Shore / Durezza durometro ASTM D2240 & ISO 48-4
ASTM D2240 e ISO 48-4 descrivono il metodo di prova per la durezza da indentazione di gomma, elastomeri e materie plastiche utilizzando un durometro (durezza durometro / durezza Shore).
Un altro metodo per determinare la durezza di materie plastiche e materiali simili attraverso la misurazione della profondità di penetrazione su un campione standard è descritto nella norma ISO 868. La norma ISO 48-4 sostituisce la norma ritirata ISO 7619-1.
Definizione prova di durezza Shore ASTM D2240 vs. ISO 48-4 Eseguire una prova Video ISO 868 Merodi Shore Rappresentazione valore di durezza ShoreDi durezza ShoreDownloadFAQ Richiedi una consulenza
Definizione di una prova di durezza Shore secondo ASTM D2240 & ISO 48-4
Le prove di durezza Shore secondo ASTM D2240 e ISO 48-4 o ISO 868 sono un metodo di prova statico standardizzato per misurare la durezza della gomma con un dispositivo chiamato durometro. La durezza Shore è quindi spesso chiamata durezza durometro e presenta le seguenti proprietà.
- Il metodo del durometro viene utilizzato per determinare la durezza nel macro range con una forza di prova di 3,924-50 N.
- La durezza Shore è un metodo di misurazione della profondità. Pertanto, per determinare il valore di durezza del campione, è necessario misurare la vera profondità di indentazione, non l'impronta permanente lasciata dal penetratore.
- La profondità di indentazione viene misurata da un penetratore a molla che penetra nel materiale o nel campione. Il penetratore è costituito da un perno in acciaio temprato, con perni e sfere in acciaio diversi a seconda del metodo Shore. La profondità di penetrazione è una misura della durezza Shore, determinata su una scala da 0 Shore (profondità di penetrazione di 2,5 millimetri) a 100 Shore (profondità di penetrazione di 0 millimetri).
Nell'ambito della durezza Shore sono state definite diverse scale, a seconda della forma dei penetratori utilizzati e delle caratteristiche delle molle (carico applicato). Le scale più comuni sono Shore A e D. Le altre scale Shore: B, C, 0, 00, 000, e D0 vengono utilizzate per applicazioni specifiche.
Scale Shore ed esempi di applicazione:
- Shore A: Gomma morbida, elastomeri e gomma naturale
- Shore D: Elastomeri più rigidi, plastica e termoplastica rigida
- Shore 0: Elastomeri morbidi e materiali tessili
- Shore 00: Gomma espansa, gomma spugnosa e gommapiuma
- Shore B: Elastomeri più duri di Shore A
- Shore C: Elastomeri di media durezza
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
ASTM D2240 vs ISO 48- 4
ISO 48-4 e ASTM D2240 sono standard per la misurazione della durezza della gomma e di materiali simili con l’utilizzo di un durometro. La ISO 48-4 si concentra sulla gomma vulcanizzata o termoplastica e definisce quattro scale specifiche, mentre la ASTM D2240 copre una gamma più ampia di materiali e dodici scale. La norma ASTM D2240 è comunemente utilizzata in Nord America ed è più flessibile in termini di applicazione. ISO 48-4 è più diffusa a livello internazionale e fornisce linee guida più specifiche per la gomma. Entrambi gli standard utilizzano principi di misurazione simili, ma con istruzioni e ambiti di applicazione diversi.
| Standard | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
|---|---|---|
| Spessore provino | 6 mm | 6 mm |
| Strati | Sì (3 strati) | Sì |
| Misurazioni | 5 | 5 |
| Distanza misurazione | 6 mm | 6 mm |
| Tempo di prova | 3 s per gomma vulcanizzata 15 s TPE | Meno di 1 s |
| Carico | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Specifica durezza | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Eseguire una prova secondo ASTM D2240
Per la prova di durezza Shore secondo la norma ASTM D2240, occorre innanzitutto assicurarsi che la superficie di contatto del durometro sia parallela al tavolo del campione. La distanza verticale tra la superficie di contatto del durometro e la superficie di contatto del campione è impostata a 25,4 mm ± 2,5 mm. Durante la procedura di prova, il durometro viene premuto contro il campione con una pressione definita fino a quando le superfici sono in pieno contatto. Un secondo dopo che la superficie di contatto tocca il campione, è possibile leggere il valore di durezza. Vengono effettuate cinque misurazioni in punti diversi del campione, dopodiché viene calcolata e documentata la media o la mediana.
Eseguire una prova secondo ISO 48-4
Per le prove di durezza Shore secondo la norma ISO 48-4, è necessario considerare in anticipo i seguenti parametri:
- Per determinare la durezza del materiale, la norma stabilisce che devono essere effettuate cinque misurazioni da cui viene poi calcolato il valore medio.
- Il tempo di prova è di 15 s; se si utilizzano altri tempi di prova, ciò deve essere indicato nel valore di durezza.
- Il materiale da testare deve essere conservato a temperatura ambiente di +23 °C ± 2 °C per almeno un'ora.
Nella prima fase della prova di durezza Shore, il penetratore viene premuto nel provino con una forza della molla di 1,11-44,5 N. Quindi il penetratore viene premuto sul provino con una forza di contatto di 3,92-50 N per 15 secondi. La profondità di indentazione nel provino è compresa tra 0 e 2,5 mm, viene misurata con il durometro e da essa si ricava il valore di durezza. Il penetratore deve agire sul campione con l'intera forza di contatto e per una durata di 15 secondi. Se la durata della forza applicata viene superata o non viene rispettata, ciò deve essere indicato nel valore di durezza. Maggiore è la durata, minore sarà il valore di durezza Shore.
La distanza minima dei punti di prova deve essere rispettata secondo la norma. La distanza centrale tra le indentazioni deve essere ≥ 5 mm e ≥ 12 mm dal bordo del provino.
Prove di durezza Shore secondo ISO 868
Lo standard internazionale ISO 868 descrive il metodo per determinare la durezza di indentazione delle materie plastiche e dell'ebanite attraverso il metodo di prova di durezza Shore. In questo metodo, un penetratore viene premuto contro un materiale con una forza definita per misurare la profondità di penetrazione. La durezza del materiale viene determinata in base alla profondità di penetrazione e visualizzata su una scala da 0 (molto morbido) a 100 (molto duro).
La norma ISO 868 descrive la misurazione della durezza secondo le scale Shore A e Shore D, utilizzate per le diverse durezze dei materiali.
- La scala A per materiali più morbidi come plastiche morbide, elastomeri e gomma, misurata con un cono troncato.
- La scala D per materiali più duri come plastiche dure o elastomeri più rigidi, misurata con un cono (ago con punta arrotondata, R = 0,1 mm).
Metodi per prove di durezza Shore
I singoli metodi per le prove di durezza Shore differiscono per:
- La forma del penetratore (vedi immagine)
- L'entità della forza della molla F
- L'entità della forza di contatto FA
I diversi metodi di prova utilizzati prevedono sette diversi penetratori e quattro diversi livelli di forza di contatto. Informazioni più specifiche sulle differenze tra i singoli metodi sono riportate nella tabella seguente.
| Metodo | Forza molla F [N] | Forza di contatto FA [N] | Penetratori | Corsa di misurazione t [mm] | Spessore provino [mm] | Range di misurazione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Cono troncato, 35° angolo cono | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 <20 Shore D |
| Shore A0 o Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Sfera, Ø 2.5 mm | 2,5 | ≥6 | < 20 Shore A |
| Shore AM o Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Cono con angolo 30° | 1,25 | ≥1,25 | 10… 90 |
| Shore B | 8,065 N | 9,81 N | Cono con angolo 30° | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
| Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Cono troncato, 35° angolo cono, cono troncato diametro 0,79 mm | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
| Shore D | 44,5 N | 49,0 N | Cono con angolo 30° | 2,5 | ≥6 | 30 … 90 >90 Shore A |
| Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Sfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
| Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Sfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
Come si legge e si visualizza la durezza Shore?
Il valore di durezza del test Shore è costituito da tre componenti principali:
- 1. Un valore numerico di durezza;
- 2. La parola Shore, per indicare la durezza Shore
- 3. La denominazione del metodo Shore che definisce il penetratore e i parametri associati.
Se il tempo di dwell si discosta dallo standard, viene indicato un tempo come quarto componente aggiunto.
Esempio di rappresentazione e lettura di un valore di durezza:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ... Valore di durezza |
| Shore | ... Secondo Shore |
| A | ... Metodo Shore cono troncato con angolo di cono 35°, forza della molla 8,065 N e forza di contatto 12,5 N |
| 10 | ... Tempo di dwell della forza di contatto al di fuori della durata consigliata, in questo caso 10 secondi |
Durometro Shore per la determinazione della durezza Shore secondo ISO 48-4, ASTM D2240 e ISO 868
- Il metodo di misurazione per la determinazione della durezza Shore di gomma, elastomeri e materie plastiche in conformità alle norme ASTM D2240, ISO 48-4 e ISO 868 può essere facilmente eseguito con strumenti portatili. Questo tipo di misurazioni secondo Shore sono ampiamente utilizzate per il controllo qualità e appartengono ai metodi macroscopici. Per le prove di laboratorio, si consiglia di utilizzare lo strumento in combinazione con un banco di prova. La taratura di questi strumenti è descritta nella norma ISO 21509. La ISO 48-9 descrive la taratura dello strumento. La principale differenza tra le norme ISO e la misurazione sulle materie plastiche è il tempo di esposizione del penetratore.
- In entrambi i casi, la prova misura la profondità di penetrazione dei materiali. Il penetratore viene caricato da una molla da caratteristiche definite. Maggiore è la durezza del materiale da testare, minore sarà la profondità di indentazione ma maggiore il carico applicato. La durezza Shore è indicata su una scala da 0 a 100 Shore. La forza di contatto sulla superficie del campione determina la posizione zero. A seconda dello standard, questa forza è pari a circa 10 N per Shore A e circa 50 N per Shore D.
- Durometri Shore analogici e digitali
ZwickRoell fornisce durometri Shore con display analogico o digitale e connessione PC. Gli strumenti di prova sono dotati di cuscinetti a sfera e funzionano praticamente senza attrito. La velocità della molla può essere regolata con precisione durante la taratura per mantenere le forze specificate nelle norme per ogni valore di Shore. In questo modo, le tolleranze specificate dalle norme vengono perfettamente rispettate e si ottiene un'elevata ripetibilità dei risultati.
FAQ
La durezza Shore descrive la durezza di un materiale misurandone la resistenza all'indentazione con un campione standardizzato (pin). È comunemente utilizzata per gomma, plastica e materiali simili ed è espressa attraverso diverse scale (ad esempio, Shore A, Shore D) a seconda del tipo di materiale. Un valore di durezza Shore più alto indica un materiale più duro, mentre un valore più basso indica un materiale più morbido.
ASTM D2240 descrive un metodo di prova per la determinazione della durezza dei materiali attraverso l’uso di un durometro. Lo standard descrive dodici diversi tipi di durometri per misurare la durezza di indentazione di un'ampia gamma di materiali, tra cui elastomeri termoplastici, gomma vulcanizzata, elastomeri, materiali cellulari, materiali gelatinosi e alcune plastiche. Contiene istruzioni dettagliate su come effettuare le prove di durezza con diversi tipi di durometri per diverse scale e materiali.
Le principali differenze tra ASTM D2240 e ISO 48-4 riguardano le applicazioni e i metodi. L'ASTM D2240 copre una gamma più ampia di materiali, tra cui gomma, elastomeri e plastica, e utilizza diverse scale di durezza, come Shore A e Shore D. La ISO 48-4 si concentra specificamente sulla determinazione della durezza della gomma vulcanizzata o termoplastica e descrive anche i metodi di microindentazione. Le due norme utilizzano i durometri per determinare la durezza, ma la ISO 48-4 fornisce istruzioni più dettagliate per tipi specifici di gomma e campioni sottili.
La durezza Shore A è utilizzata per misurare materiali più morbidi come la gomma e le plastiche morbide. Shore D è indicata per i materiali più duri, come le plastiche dure e i materiali termoplastici. Un valore più alto nella rispettiva scala indica una maggiore durezza del materiale.