Дефиниция определения твердости по Шор
Твердость резины и эластомеров по Шор определяют с помощью указанного в стандартах ISO 48-4 или ASTM D2240 метода испытания.
При определении твердости по Шор измеряют глубину проникновения в материал/образец подпружиненного индентора из закаленной стали. Глубина проникновения - это мера твердости по Шор, измеряемая по шкале от 0 Шор (глубина проникновения 2,5 миллиметра) до 100 Шор (глубина проникновения 0 миллиметров). На основе вариации различных форм инденторов и характеристик пружин был создан ряд различных шкал по Шору. Самыми популярными шкалами являются Шор A и D. Для специфических областей применения существуют другие шкалы (например, Шор B, C, 0, 00, 000, и D0).
Шкалы по Шор и примеры применения:
- Шор А: мягкая резина, эластомеры и природный каучук
- Шор D: более твердые эластомеры, пластмассы и жесткие термопласты
- Шор 0: мягкие эластомеры и текстильная ткань
- Шор 00: пенорезина, пористая и губчатая резина
- Шор B: более твердые, чем по методу Шор А, эластомеры
- Шор C: эластомеры средней твердости
VLRH (IRHD supersoft)
Шор 00
Шор A/B
Шор A/B
Шор D/C/D0
Шор (Micro)
Различие определение твердости по Шор согласно ISO 48-4 и ASTM D2240
| Стандарт | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
| Толщина образца | 6 мм | 6 мм |
| Стопка | да (3 слоя) | да |
| Измерения | 5 | 5 |
| Расстояние измерения | 6 мм | 6 мм |
| Время выдержки | вулканизаты 3 с TPE 15 с | менее 1 с |
| Груз | 1 кг Шор A 5 кг Шор D | 1 кг |
| Твердость | 54 Шор A 3 с 54 Шор A 15 с | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Процесс определения твердости по Шор
При методе определения твердости по Шор согласно ISO 48-4 необходимо заранее учитывать следующие параметры:
- Для определения твердости материала следует по стандарту провести пять измерений и рассчитать из них среднее арифметическое.
- Время измерение составляет 15 секунд, при наличии отклонения его следует указать в значении твердости.
- Испытываемый материал следует следует выдержать при комнатной температуре (+23°C ± 2°C) не менее 1 часа.
На первом этапе испытания индентор посредством усилия пружины в 1,11 – 44,5Н вдавливается в образец. Затем индентор прижимается к образцу с усилием 3,92 – 50Н в течение 15 секунд. Глубина проникновения в образец составляет от 0 до 2,5 мм. Эту глубину проникновения измеряет твердомер и выдает значение твердости. Индентор должен воздействовать на образец с полным усилием прижима в течение 15 секунд. При отклонении времени воздействия это необходимо указать в значении твердости. Чем больше срок воздействия, тем меньше будет значение твердости по Шор.
Необходимо выдерживать минимальное расстояние между отпечатками в соответствии со стандартом. Минимальное расстояние между отпечатками должно составлять ≥ 5мм, до края образца - ≥ 12мм.
Методы определения твердости по Шор
Отдельные методы отличаются друг от друга:
- формой индентора (см. график ниже);
- значением усилия пружины F;
- значением усилия прижима FA.
Различные методы используют семь различных инденторов и четыре различных усилия прижима. Специфические различия между отдельными методами указаны в таблице ниже.
Метод | Усилие пружины F [Н] | Усилие прижима FA [Н] | Индентор | Путь измерения t [мм] | Толщина образца [мм] | Диапазон измерения |
Шор А | 8,050 Н | 9,81 Н | усеченный конус, угол конуса 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Шор D |
Шор A0 / Шор E | 8,050 Н | 9,81 Н | шарик, Ø 2,5мм | 2,5 | ≥ 6 | <20 Шор A |
Шор AM / Шор M | 0,764 Н | 9,81 Н | конус, угол 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
Шор B | 8,065 Н | 9,81 Н | конус, угол 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Шор C | 44,5 Н | 49,0 Н | усеченный конус, угол конуса 35°, диаметр 0,79 мм | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Шор D | 44,5 Н | 49,0 Н | конус, угол 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 >90 Шор A |
Шор D0 | 44,5 Н | 49,0 Н | шарик, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Шор 0 | 8,05 Н | 9,81 Н | шарик, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Как считывают и отображают значение твердости по Шор?
Результат определения твердости по Шор складывается из трех главных компонентов:
- 1. числовое значение твердости;
- 2. слова „Шор“, что означает твердость по Шор;
- 3. обозначения метода Шор, регламентирующего индентор и связанные с ним параметры.
Если срок воздействия на образец отклоняется от стандарта, то указание времени добавляют как четвертый компонент.
Пример отображения и расшифровки значения твердости:
| 75 Шор A 10 | |
|---|---|
| 75 | ...значение твердости |
| Шор | ...по Шор |
| A | ...метод Шор: усеченный конус с углом 35°, усилие пружины 8,065Н, усилие прижима 12,5Н |
| 10 | …срок воздействия усилия прижима за пределами рекомендованного времени (в данном случае 10 секунд) |
Твердость по Шор, ISO 868, ASTM D2240, ISO 48-1 и -4, ASTM D 2240
- Твердость по Шор у пластмасс измеряют по стандарту ISO 868 или ASTM D2240. Это простой в обращении метод измерения, легко осуществляемый с помощью портативных приборов. Он широко распространен в области контроля качества, относится к макроскопическим методам. Для лабораторных испытаний рекомендуется применение твердомера на штативе. Описание калибровки приборов приведено в стандарте ISO 21509.
- Твердость резины и эластомеров по Шор измеряют согласно ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 или ASTM D 2240. В стандарте ISO 48-9 приводится описание калибровки приборов. Основное отличие стандартов ISO от измерений пластмасс заключается во времени воздействия индентора.
- В обоих случаях измеряется глубина проникновения индентора в материал. При этом индентор нагружается пружиной с регламентированной характеристикой. Чем выше твердость испытываемого материала, тем меньше глубина проникновения, но тем больше нагружение индентора. Твердость по Шор отображается на шкале от 0 до 100 Шор. Прикладываемое усилие прижимной лапки прибора к поверхности образца определяет нулевое положение. Оно составляет, в зависимости от стандарта, примерно 10 Н для Шор А и примерно 50 Н для Шор D.
- На основе различных форм инденторов и характеристик пружин был создан ряд различных шкал по Шор. Самыми популярными шкалами являются Шор A и D. Для специфических областей применения появились другие шкалы (например, Шор B, C, 0, 00, 000, и D0). Диапазон применения начинается с мягких эластомеров (Шор А) и заканчивается более твердыми термопластами (Шор D).
- Аналоговый и цифровой твердомер по Шор
Фирма ZwickRoell поставляет твердомеры по Шору с аналоговыми индикаторами, а также цифровые исполнения с дисплеем и возможностью подключения к ПК. Испытательные приборы оснащены настроенными без зазора линейными шарикоподшипниками, они работают практически без трения. Жесткость пружины можно точно регулировать в процессе калибровки, чтобы соблюдать регламентированные в стандартах усилия при каждом значении Шор. Это позволяет точно соответствовать указанным в стандартах допускам и обеспечивать высокую повторную точность результатов.
Подробнее об определении твердости по Шор
