Definizione della prova di durezza Shore
La durezza di polimeri ed elastomeri elastici in gomma secondo Shore viene determinata utilizzando la procedura di prova standardizzata ISO 7619-1 o ASTM D2240. La prova di durezza Shore non viene normalmente utilizzata sui metalli.
Nel test di durezza Shore, la profondità di indentazione viene misurata utilizzando un penetratore a molla in acciaio temprato per raggiungere il materiale/il campione. 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
Differenza tra prove di durezza Shore secondo ISO 7619-1 e ASTM D2240
| Standard | ISO 7619-1 | 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 |
Procedura per prove di durezza Shore
Per il metodo per le prove di durezza Shore secondo la norma ISO 7619-1, 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, il penetratore viene premuto nel provino con una forza elastica 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.
Metodi per prove di durezza Shore
I singoli metodi si differenziano per:
- La forma del penetratore (vedi immagine)
- L'entità della forza elastica 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 viene letto e rappresentato il valore di durezza?
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 |
Durezza Shore secondo ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 e -4, ASTM D2240
- La durezza Shore viene misurata sulle materie plastiche secondo le norme ISO 868 o ASTM D2240. La procedura di misurazione è semplice e può essere facilmente eseguita con strumenti portatili. Questo tipo di misurazioni 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 durezza shore di gomma ed elastomeri viene misurata secondo le norme ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 o ASTM D2240. 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.
- 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. La gamma di applicazioni inizia con gli elastomeri morbidi (Shore A) e termina con i materiali termoplastici più duri (Shore D).
- Durometri Shore analogici e digitali
ZwickRoell offre durometri Shore con display analogico o digitale e collegamento a 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.
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