符合 ASTM D2240 和 ISO 48-4 標準的邵氏硬度測試定義
符合 ASTM D2240、ISO 48-4 以及 ISO 868 標準的邵氏硬度測試，是一種標準化靜態測試方法，使用稱為硬度計的裝置測量橡膠的硬度。 因此，邵氏硬度通常也稱為硬度計硬度，其具有以下特徵：
- 硬度計法用於測定宏觀範圍內的硬度，試驗力為 3.924 - 50 N。
- 邵氏硬度是一種深度測量方法。 這意味著，為了測定試樣的硬度值，需要測量真正的壓痕深度，而不是壓頭留下的永久壓痕。
- 利用彈簧加載的壓頭穿透材料或試樣程度，測量壓痕深度。 壓頭是硬化鋼針，不同的邵氏方法，在鋼針和鋼球的設計上也有所不同。 壓痕深度是取邵氏硬度的測量值，此數值以邵氏標尺的分度 0（2.5 厘米壓痕深度）至 100（0 厘米壓痕深度）測定。
邵氏標尺上的範圍是根據壓頭形式與彈簧特性的變化制定。最為人所知的標尺是 Shore A 和 Shore D。而諸如 Shore B、C、0、00、000 和 D0 等其他標尺，則是為特定用途制定。
Shore尺標及應用實例：
- Shore A: 軟質橡膠、彈性體和天然橡膠
- Shore D: 硬質彈性體、塑膠和硬質熱塑塑料
- Shore 0: 軟質彈性體和紡織面料
- Shore 00: 海綿橡膠和發泡橡膠可測定邵氏00標尺硬度
- Shore B: 硬於 Shore A 的彈性體
- Shore C: 硬度適中彈性體
VLRH（IRHD超軟）
邵氏硬度00
邵氏硬度A/B
邵氏硬度A/B
邵氏硬度D/C/D0
微邵氏
ASTM D2240 vs. ISO 48-4
ISO 48-4 和 ASTM D2240 是使用硬度計測量橡膠和類似材料硬度的標準。 ISO 48-4 主要針對硫化橡膠或熱塑性橡膠，並定義 4 種專用標尺，而 ASTM D2240 則涵蓋更多材料和 12 種標尺。 ASTM D2240 廣泛使用於北美地區，應用上更為靈活，而 ISO 48-4 則是在國際上更為常見，為橡膠提供更具體的指引。 這兩種標準都採用類似的測量原理，但指示和應用領域略有不同。
| 標準 | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
|---|---|---|
| 試樣厚度 | 6 mm | 6 mm |
| 層 | 有 (3層) | 有 |
| 測量 | 5 | 5 |
| 測量距離 | 6 mm | 6 mm |
| 測試時間 | 硫化橡膠 3 秒 TPE 15 秒 | 少於1秒 |
| 載荷 | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| 硬度規格 | 54 Shore A：3 秒 54 Shore A：15 秒 | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
根據 ISO 48-4 執行測試
對符合 ISO 48-4 標準的邵氏硬度測試，則必須事先考慮下列參數：
- 為了測定材料的硬度，該標準定義必須進行五次測量，然後從中計算出中位數。
- 測試時間為15s； 如果使用其他測試時間，則必須在硬度值中註明。
- 待測材料應在 +23 °C ± 2°C 的室溫下存放至少一小時。
在邵氏硬度測試的第一步中，壓頭以1.11-44.5 N 的彈簧力壓入試樣，然後以 3.92-50 N 的接觸力將壓頭壓入試樣 15 秒。 試樣的壓痕深度在 0 - 2.5 mm 之間。 此壓痕深度以硬度計測量，並由此得出硬度值。壓頭應以最大接觸力作用在試樣上，持續時間為 15 秒。如果超過或未滿足施加力的持續時間，則必須在硬度值中註明。持續時間越長，邵氏硬度值越低。
必須按照標準保持測試點的最小距離。 壓痕之間的中心距離應≥5mm，且到試樣邊緣的距離應≥12mm。
| 方法 | 彈簧力 F [N] | 接觸力 FA [N] | 壓頭 | 量測行程 t [mm] | 試樣厚度 [mm] | 量測範圍 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 邵氏硬度A | 8.050 N | 9.81 N | 截錐體，錐角 35° | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 <20 Shore D |
| Shore A0 或 Shore E | 8.050 N | 9.81 N | 球型，Ø 2.5 毫米 | 2.5 | ≥6 | <20 Shore A |
| Shore AM 或 Shore M | 0.764 N | 9.81 N | 30°角的圓錐體 | 1.25 | ≥1.25 | 10 … 90 |
| Shore B | 8.065 N | 9.81 N | 30°角的圓錐體 | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
| Shore C | 44.5 N | 49.0 N | 截面錐體，35° 錐角，截面錐體直徑 0.79 mm | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
| Shore D | 44.5 N | 49.0 N | 30°角的圓錐體 | 2.5 | ≥6 | 30…90 > 90 Shore A |
| Shore D0 | 44.5 N | 49.0 N | 球體，Ø 3/32“ | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
| 邵氏硬度0 | 8.05 N | 9.81 N | 球體，Ø 3/32“ | 2.5 | ≥6 | 10 … 90 |
邵氏硬度計，用於根據 ISO 48-4、ASTM D2240 和 ISO 868 標準測定邵氏硬度
- 根據 ASTM D2240、ISO 48-4 和 ISO 868 標準測定橡膠、彈性體和塑膠邵氏硬度的測量方法，可使用攜帶式硬度計輕鬆進行。 依據邵氏所測量的硬度值廣泛用於品管用途，屬於宏觀方法。在實驗室測試方面，我們建議使用結合了測試架的儀器，這些儀器的校正方法詳述於 ISO 21509。ISO 48-9 標準中說明了儀器的校正。與塑料測量相比，ISO 標準彼此間的主要差別為壓頭的暴露時間。
- 這兩種情形中，都透過測試測量壓頭在材料中的壓痕深度。壓頭上加載了一個已設定好參數的彈簧。測試材料的硬度越大，壓痕深度越小，壓頭的負載越高。 邵氏硬度顯示在從 0 至 100 邵氏標尺上。 儀器的觸架在試樣表面上的接觸力決定了零點。視標準的不同，Shore A 的接觸力約為 10 N，Shore D 的接觸力約為 50 N。
- 類比和數位 邵氏硬度計／硬度計
ZwickRoell 提供配備類比或數位顯示螢幕及電腦連接選配的邵氏硬度計可供選擇。 測試儀器配備無間隙滾珠軸承，運作時幾乎沒有摩擦。 可在校正過程中精確調整彈簧係數，以維持相關標準針對每個邵氏值規定的力。此方法可確保遵守相關標準規定的公差，使結果的高可重複性變得可能。
有關邵氏硬度測試的常見問題
邵氏硬度使用標準化試樣（鋼針）測量材料的耐壓痕性，表示材料的硬度。 它通常用於橡膠、塑膠和類似材料，並指定成不同的標尺（如 Shore A、Shore D）指定，這些標尺取決於材料類型而定。 邵氏硬度值越高表示材料越硬，而邵氏硬度值越低則表示材料越軟。
ASTM D2240 說明的測試方法，使用硬度計測定材料的硬度。 此標準涵蓋 12 種不同類型的硬度計，用於測量各種材料的壓痕硬度，包括熱塑性彈性體、硫化橡膠、彈性材料、蜂窩狀材料、凝膠狀材料和某些塑膠。 它詳細指示如何進行硬度測量，針對不同的硬度範圍和材料類型，使用不同硬度計類型。
ASTM D2240 與 ISO 48-4 的主要區別在於應用和方法： ASTM D2240 涵蓋的材料範圍較廣，包括橡膠、彈性體和塑料，並使用不同的硬度標尺，如 Shore A 和 Shore D。另一方面，ISO 48-4 則專門針對硫化橡膠或熱塑性橡膠硬度的測定，也使用微壓痕方法。 雖然這兩種標準都使用硬度計進行硬度測量，但 ISO 48-4 對特定橡膠類型和薄型試樣有更詳細指示。
Shore A 硬度用於測量橡膠和軟塑膠等偏軟材料硬度，而 Shore D 硬度則適用於硬塑膠和熱塑性塑膠等偏硬材料硬度。 對應標尺上的數值越高，表示材料硬度越高。