Opredelitev merjenja trdote po Shoru
Trdota gumijasto elastičnih polimerov in elastomerov po Shoru se določi s preskusnim postopkom, standardiziranim za ISO 7619-1 ali ASTM D2240. Merjenje trdote po Shoru se običajno ne uporablja za kovine.
Pri preskusu trdote po Shoru se globina vdolbine izmeri z uporabo vzmetnega vtiskovala iz kaljenega jekla za vdolbino materiala/vzorca. Globina vdolbine je meritev za trdoto po Shoru, ki se določi na lestvici od 0 Shore (globina vdolbine 2,5 milimetra) do 100 Shore (globina vdolbine 0 milimetrov). Razpon različnih Shore lestvic je bil vzpostavljen na podlagi variacije v oblikah vdolbin in značilnostih vzmeti. Najbolj znane lestvice so Shore A in D. Druge lestvice, na primer Shore B, C, 0, 00, 000 in D0, veljajo za posebne aplikacije.
Shore lestvice in primeri uporabe:
- Shore A: Mehka guma, elastomeri in naravna guma
- Shore D: Trši elastomeri, plastika in togi termoplasti
- Shore 0: Mehki elastomeri in tekstilne tkanine
- Shore 00: Ekspandirana guma, gobasta guma in penasta guma
- Shore B: Trši elastomeri kot Shore A
- Shore C: Srednje trdi elastomeri
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
Razlika med merjenjem trdote po Shoru glede na ISO 7619-1 in ASTM D2240
| Standard | ISO 7619:-1 | ASTM D2240 |
| Debelina vzorca | 6 mm | 6 mm |
| Plasti | Da (3 plasti) | Da |
| Merjenja | 5 | 5 |
| Merilne razdalje | 6 mm | 6 mm |
| Trajanje preskusa | 3 s za vulkanizirano gumo 15 s TPE | Manj kot 1 s |
| Obremenitev | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Specifikacija trdote | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Postopek merjenja trdote po Shoru
Za metodo merjenja trdote po Shoru po ISO 7619-1 je treba vnaprej upoštevati naslednje parametre:
- Za določitev trdote materiala standard določa, da je treba opraviti pet meritev, iz katerih se nato izračuna srednja vrednost.
- Čas merjenja je 15 s; če se uporabijo drugi preskusni časi, mora biti to navedeno v vrednosti trdote.
- Material za merjenje je treba vsaj eno uro hraniti pri sobni temperaturi +23 °C ± 2 °C.
V prvem koraku preskusa se vtiskovalo pritisne v vzorec s silo vzmeti 1,11-44,5 N. Nato se vtiskovalo pritisne na vzorec s kontaktno silo 3,92-50 N za 15 sekund. Globina vdolbine v vzorcu je med 0-2,5 mm. To globino penetracije se izmeri z merilnikom trdote in iz nje izpelje vrednost trdote. Vtiskovalo naj deluje na vzorec s polno kontaktno silo in traja 15 sekund. Če je trajanje uporabljene sile prekoračeno ali ni izpolnjeno, mora biti to navedeno v vrednosti trdote. Daljše kot je trajanje, nižja bo vrednost trdote po Shoru.
Najmanjšo razdaljo preskusnih točk je treba vzdrževati v skladu s standardom. Sredinska razdalja med vdolbinama mora biti ≥ 5 mm in ≥ 12 mm do roba vzorca.
Metode merjenja trdote po Shoru
Posamezne metode se razlikujejo po:
- Oblika vtiskovala (glej sliko)
- Velikost vzmetne sile F
- Velikost kontaktne sile FA
Različne merilne metode uporabljajo sedem različnih vtiskoval in štiri različne stopnje kontaktne sile. Podrobnejše informacije o razlikah med posameznimi metodami najdete v spodnji tabeli.
Metoda | Vzmetna sila F [N] | Kontaktna sila FA [N] | Vtiskovala | Merilna pot t [mm] | Debelina vzorca [mm] | Merilno območje |
Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Prisekani stožec, kot stožca 35° | 2,5 | ≥6 | 10 … 90 <20 Shore D |
Shore A0 ali Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Kroglica, Ø 2.5 mm | 2,5 | ≥6 | <20 Shore A |
Shore AM ali Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Stožec s kotom 30° | 1,25 | ≥1,25 | 10… 90 |
Shore B | 8,065 N | 9,81 N | Stožec s kotom 30° | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Prisekan stožec, kot stožca 35°, premer prisekanega stožca 0,79 mm | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
Shore D | 44,5 N | 49,0 N | Stožec s kotom 30° | 2,5 | ≥6 | 30 … 90 >90 Shore A |
Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Kroglica, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Kroglica, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥6 | 10… 90 |
Kako se odčita in predstavi vrednost trdote?
Vrednost trdote po Shorovem merjenju je sestavljena iz treh glavnih komponent:
- 1. Številčna vrednost trdote
- 2. Beseda Shore, ki označuje trdoto Shore
- 3. Oznaka Shorove metode, ki definira vtiskovalo in z njim povezane parametre
Če čas zadrževanja odstopa od standarda, je čas prikazan kot pripona četrte komponente.
Primer, kako predstaviti in brati vrednost trdote:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ... Vrednost trdote |
| Shore | ... Po Shoru |
| A | ... Prisekani stožec po metodi Shore s kotom stožca 35°, vzmetno silo 8,065 N in kontaktno silo 12,5 N |
| 10 | ... Čas zadrževanja kontaktne sile zunaj priporočenega trajanja, v tem primeru 10 sekund |
Shore trdota (analogno) ISO 7619-1, ISO 868, ASTM D2240
- Shore trdota se meri na plastiki po ISO 868 ali ASTM D2240. Postopek merjenja je preprost in ga je mogoče enostavno izvesti s prenosnimi instrumenti. Merjenje trdote po Shoru se pogosto uporablja za nadzor kakovosti in spada med makroskopske metode. Za laboratorijske preskuse priporočamo uporabo instrumenta v kombinaciji s preskusnim stojalom. Umerjanje teh instrumentov je opisano v ISO 21509.
- Trdota po Shoru za gumo in elastomere se meri v skladu z ISO 48-1, ISO 48-4, ISO 48-7 ali ASTM D2240. ISO 48-9 opisuje umerjanje instrumenta. Glavna razlika v standardih ISO v primerjavi z meritvami na plastiki je čas izpostavljenosti vtiskovala.
- V obeh primerih preskus meri globino vdolbine v material. Vtiskovalo obremeni vzmet z določenimi lastnostmi. Večja kot je trdota materiala, ki ga je treba preskušati, manjša je globina vdolbine, vendar večja je obremenitev vdolbine. Trdota po Shoru je prikazana na lestvici od 0 do 100 po Shoru. Kontaktna sila kontaktne noge instrumenta na površini vzorca določa ničelni položaj. Odvisno od standarda je ta sila približno 10 N za Shore A in približno 50 N za Shore D.
- Razpon različnih Shore lestvic je bil vzpostavljen zaradi različnih oblik vdolbin in značilnosti vzmeti. Najpogostejši lestvici sta Shore A in D. Druge lestvice, kot so Shore B, C, 0, 00, 000 in D0, so bile razvite za posebne aplikacije. Območje uporabe se začne z mehkimi elastomeri (Shore A) in konča s tršimi termoplasti (Shore D).
- Analogni in digitalni merilnik trdote po Shoru
ZwickRoell ponuja merilnike trdote po Shoru z analognimi ali digitalnimi zasloni in možnostjo povezave z računalnikom. Preskusni instrumenti so opremljeni z linearnimi krogličnimi ležaji brez zračnosti in delujejo skoraj brez trenja. Hitrost vzmeti je mogoče med umerjanjem natančno prilagoditi, da se ohranijo sile, določene v standardih za vsako Shore vrednost. Na ta način so tolerance, določene s standardi, natančno upoštevane in omogočena visoka ponovljivost rezultatov.
Več informacij o merjenju trdote po Shoru
