Trdota po Shoru / Durometer trdota ASTM D2240 in ISO 48-4
ASTM D2240 in ISO 48-4 opišita preskusno metodo za določanje trdote vdolbine gume, elastomerov in umetnih mas z uporabo durometra (durometer trdota / trdota po Shoru).
Druga metoda za določanje trdote plastike in podobnih materialov z merjenjem globine vdolbine standardiziranega vzorca (trdota po Shoru) je opisana v ISO 868. ISO 48-4 nadomešča umaknjeni standard ISO 7619-1.
Definicija merjenja trdote po Shoru ASTM D2240 vs. ISO 48-4 Izvajanje preskusa Videoposnetek ISO 868 Shore metode Predstavitev vrednosti trdote po ShoruShore merilniki trdote PrenosiPogosta vprašanja Zahtevajte posvet
Opredelitev merjenja trdote po Shoru v skladu z ASTM D2240 in ISO 48-4
Merjenje trdote po Shoru v skladu z ASTM D2240 in ISO 48-4 ter ISO 868 je standardizirana statična preskusna metoda za merjenje trdote gume z uporabo naprave, znane kot durometer. Trdota po Shoru se zato običajno imenuje tudi trdota durometra in ima naslednje značilnosti:
- metoda durometer se uporablja za določanje trdote v makro območju s preskusno silo 3,924-50 N.
- Trdota po Shoru je metoda merjenja globine. To pomeni, da se za določitev vrednosti trdote vzorca meri dejanska globina vdolbine in ne trajni odtis, ki ga naredi vtiskovalo.
- Globina vdolbine se meri z vzmetnim vtiskovalom, ki prodre v material ali vzorec. Vtiskovalo je zatič iz utrjenega jekla z različnimi oblikami zatiča in jeklene krogle, odvisno od Shore metode. 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 znani lestvici sta Shore A in D. Druge lestvice, kot so Shore B, C, 0, 00, 000 in D0, so znane za specifične 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
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
ISO 48-4 in ASTM D2240 sta standarda za merjenje trdote gume in podobnih materialov z uporabo durometra. ISO 48-4 se osredotoča na vulkanizirano ali termoplastično gumo in opredeljuje štiri specifične lestvice, medtem ko ASTM D2240 pokriva širši obseg materialov in dvanajst lestvic. ASTM D2240 se pogosto uporablja v Severni Ameriki in je bolj prilagodljiv pri uporabi, medtem ko je ISO 48-4 pogostejši na mednarodni ravni in zagotavlja bolj specifične smernice za gumo. Oba standarda uporabljata podobna merilna načela, vendar z nekoliko drugačnimi navodili in področji uporabe.
| Standard | ISO 48-4 | 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 |
Izvajanje preskusa v skladu z ASTM D2240
Za merjenje trdote po Shoru v skladu z ASTM D2240 je treba najprej zagotoviti, da je kontaktna površina durometra vzporedna z mizo vzorca. Navpična razdalja med kontaktno površino durometra in kontaktno površino vzorca se nato nastavi na 25,4 mm ± 2,5 mm. Med preskusnim postopkom se merilnik trdote pritisne na vzorec z določenim pritiskom, dokler površina ni v popolnem stiku. Vrednost trdote je mogoče odčitati eno sekundo po tem, ko je kontaktna površina v trdnem stiku z vzorcem. Opravi se pet meritev na različnih točkah vzorca, povprečje ali mediana pa se izračuna in dokumentira.
Deluje pri preskusu v skladu z ISO 48-4
Za merjenje trdote po Shoru po ISO 48-4 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 merjenja trdote po Shoru se vtiskovalo pritisne v vzorec z vzmetno silo 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 vdolbine izmerimo z durometrom in iz nje izpeljemo 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.
Merjenje trdote po Shoru v skladu z ISO 868
ISO 868 je mednarodni standard, ki določa metodo za določanje trdote vdolbine plastike in ebonita z metodo za merjenje trdote po Shoru. Pri tej metodi se preskusna sonda pritisne na material z določeno silo, da se izmeri globina vdolbine. Trdota materiala je določena na podlagi te globine penetracije in je predstavljena na lestvici od 0 (zelo mehko) do 100 (zelo trdo).
Zlasti ISO 868 se nanaša na merjenje trdote po Shore A in Shore D lestvici, ki se uporabljata za različne vrednosti trdote materiala.
- A-lestvica za mehkejše materiale, kot so mehka plastika, elastomeri in guma, ki se merijo s prisekanim stožcem
- D-lestvica za trše materiale, kot so trda plastika ali trši elastomeri, ki se merijo s stožcem (igla z zaobljeno konico, R = 0,1 mm)
Metode merjenja trdote po Shoru
Posamezne metode merjenja trdote po Shoru se med seboj razlikujejo:
- 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 berete in prikazujete trdoto po Shoru?
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 |
Merilnik trdote po Shoru za določanje trdote po Shoru po ISO 48-4, ASTM D2240 in ISO 868
- Merilno metodo za določanje Shorove trdote gume, elastomerov in plastike v skladu z ASTM D2240, ISO 48-4 in ISO 868 je mogoče enostavno izvesti s prenosnimi durometri. Meritve trdote po Shoru se pogosto uporabljajo za nadzor kakovosti in spadajo med makroskopske metode. Za laboratorijske preskuse priporočamo uporabo instrumenta v kombinaciji s preskusnim stojalom. Umerjanje teh instrumentov je opisano v ISO 21509. 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 predstavljena 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.
- Analogni in digitalni merilnik trdote po Shoru/durometri
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.
Pogosta vprašanja o merjenje trdote po Shoru
Trdota po Shoru označuje trdoto materiala z merjenjem njegove odpornosti na vdolbino s standardiziranim vzorcem (zatičem). Običajno se uporablja za gumo, plastiko in podobne materiale in je določen na različnih lestvicah (npr. Shore A, Shore D), ki se razlikujejo glede na vrsto materiala. Višja vrednost trdote po Shoru pomeni trši material, medtem ko nižja vrednost predstavlja mehkejši material.
ASTM D2240 opisuje preskusno metodo za določanje trdote materialov z uporabo durometra. Ta standard zajema dvanajst različnih tipov durometrov, ki se uporabljajo za merjenje trdote vdolbine širokega nabora materialov, vključno s termoplastičnimi elastomeri, vulkanizirano gumo, elastomernimi materiali, celičastimi materiali, gelastimi materiali in nekaterimi plastičnimi masami. Podaja podrobna navodila o tem, kako izvajati merjenje trdote z uporabo različnih tipov durometrov za različna območja trdote in vrste materialov.
Glavna razlika med ASTM D2240 in ISO 48-4 je v aplikacijah in metodah: ASTM D2240 pokriva širši razpon materialov, vključno z gumo, elastomeri in plastiko, in uporablja različne lestvice trdote, kot sta Shore A in Shore D. ISO 48-4 pa se osredotoča posebej na določanje trdote vulkanizirane ali termoplastične gume in uporablja tudi metode mikrovtiskovanja. Medtem ko oba standarda uporabljata durometre za merjenje trdote, ISO 48-4 zagotavlja podrobnejša navodila za posebne vrste gume in tanke vzorce.
Shore A se uporablja za merjenje trdote mehkejših materialov, kot sta guma in mehka plastika, medtem ko je Shore D primeren za trše materiale, kot so trda plastika in termoplasti. Višja vrednost na posamezni lestvici pomeni večjo trdoto materiala.