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2024/8/12 14:46:12硬度测试的分类:
一.邵氏硬度:
邵氏硬度所对应测量仪器为邵尔硬度计,主要分为三类:A型,C型和D型。其测量原理基本相同,所不同的是测针的尺寸特别是顶部直径不同,C型最大,D型最小。
1.A型适用于一般橡胶、合成橡胶、软橡胶,多元脂、皮革、蜡等。
2.C型适用于橡胶并用、塑料中含有发泡剂制成的微孔材料。
3.D型适用于一般硬橡胶、树脂、亚克力、玻璃、热塑性橡胶、印刷版、纤维等。
4.A型硬度计示值低于10HA或高于90HA时是不准确的,建议相应更换C型和D型进行测量。
二.洛氏硬度:
测量薄件、小件的硬度以及具有薄或中等厚度硬化层零件的表面硬度。N标尺,适用于类似洛氏硬度的HRC、HRA测试的材料。T标尺,适用于类似洛氏硬度的HRB测试的材料。
1.硬度测定原理:
邵氏硬度:用邵氏硬度计插入被测材料,表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连,用针刺入被测物表面,表盘上所显示的数值即为硬度值。
洛氏硬度:将压头(金刚石圆锥或硬质合金球)分两个步骤压入试样的表面,经规定保持时间后,卸除主试验力F,测量在初试验力F0下的残余压痕深度h。
2.硬度试样的要求:
橡胶及塑料试样外表面均应光滑、平坦、不应有缺陷、机械损伤及杂质。
橡胶的试样厚度不小于6mm,宽度不小于15mm,长度不小于35mm,试样厚度不到6mm时,可用一样的胶片堆叠测定,但不超越4层,并要求胶片上下平行。橡胶硬度测定温度限定18-28摄氏度,试样在实验温度下应至多寄存5小时。
塑料试样不正方形,边长50mm、厚度6mm。也允许采用50×15mm的试样。塑料硬度测定温度规则为20℃±2℃,试样在实验温度下搁置16小时。
3.硬度适用范围:
洛氏硬度可测试较硬的材料,如碳酸酯、聚苯乙烯和聚酰胺。
邵氏硬度用于测试弹性体、橡胶和较软的材料,如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等。
硬度测试标准:
GB/T 2411-2018 塑料和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)
GB/T 531.1-2018 硫化橡胶或热塑性橡胶 压入硬度试验方法 第1部分:邵氏硬度计法(邵尔硬度)
GB/T 3398.1-2008 塑料 硬度测定 第1部分:球压痕法
GB/T 3398.2-2008 塑料 硬度测定 第2部分:洛氏硬度
GB/T 5766-2023 摩擦材料洛氏硬度试验方法
GB/T 10807-2006 软质泡沫聚合材料 硬度的测定(压陷法)
GB/T 6031-2017 硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度的测(10IRHD~100IRHD)
ISO 2039-1:2001 塑料.硬度测定.第1部分:压球法
ISO 2039-2:1987 塑料.硬度测定.第2部分:洛氏硬度
ISO 48-4-2018 邵氏硬度标度用于确定硫化橡胶和热塑性塑料的压痕硬度
ASTM D785-2023 塑料和电绝缘材料洛氏硬度的试验方法
ASTM D2240-2021 胶性能的标准试验方法-硬度计硬度。
常见邵氏硬度A、C、D硬度对照表:
邵氏A硬度与D硬度换算:
邵氏硬度计分为A型、C型和D型三中刻度,其硬度读数分别用HA,HB和HC表示。邵氏A型适用于软质塑料和橡胶,邵氏C型和D型则适用于较硬或硬质塑料和硫化橡胶。测定邵氏硬度时,我国与ISO规定一致,只使用A型和D型两种。
1.硬度计在使用过程中压针的形状、尺寸以及弹簧的刀片性能都会发生变化,因此应定期校准,使之符合规定的压针尺寸和精度。
2.硬度计弹簧对压针所施加的力应与压针伸出压板位移量有恒定的线性关系,其大小与硬度计指针所指刻度的关系应符合下式:
A型:FA=550+78HA
B型:FA=445HD
式中FA和FB---弹簧施加于A型和D型硬度计压针上的力mN
系数550---Hd为零时弹簧对压针所施加的力
为此,推荐使用邵氏硬度检定仪校准其弹簧力,一般进口仪器都配有检定仪,目前国内也已有生产。使用检定仪校准压针弹簧力的误差。
3.操作时还应检查硬度计的指针不得与刻度盘相摩擦,以保持指针摆动灵活和平稳,摆幅从0到#100,压针是自由状态时指针应指零位,将硬度计下压板与平整玻璃片全部接触时,指针应从零位指到100,指针位置偏差不得大于1个硬度值。测试时应安装在支架上,并加上规定的负荷(A型加1kg砝码;D型加5kg砝码),以避免由于操作人员不同、用力大小、均匀程度和施力方向(不是垂直施力)等原因而导致测试结果的偏差。
4.试样的厚度规定为FA不小于5mm,FD不小于3mm,测定点与试样边缘的距离应不小于12mm,各测点之间的距离不小于6mm。试样置于硬度计平台上后,缓慢均匀地在规定重量的重锤作用下,使压针在试样上,从下压板与试样全部接触15秒后立即读数,但如果要求瞬间读数,也可以在下压板与试样全部接触后于1秒内读数,该读数即为该测点的硬度值。邵尔硬度计的测量范围应在20-90之间,当用A型硬度计测量时,如果读数大于90应改用D型硬度计;同样,当用D型硬度计测量时,如果读数小于20应改用A型硬度计,以避免上下端值可能带来的误差。A型要求偏差在±3.9mN之内,D型要求偏差在±19.6mN之内。
橡胶硬度估算方法 | |
估算硬度=橡胶基础硬度+填料(或软化油)用量×硬度效应值填料(或软化剂)硬度效应值如下: | |
胶种 | 基本硬度 |
烟片NR IR | 43 |
标准NR、低温SBR、CHR、顺丁橡胶BR900 | 40 |
高温SBR | 37 |
充油(37.5份)SBR1712 | 26 |
IIR | 35 |
充油(25份)SBR | 31 |
NBR(中、中高丙烯腈)、CR、CSM | 44 |
充油顺丁胶BR9073(37.5份油/100份胶) | 30 |
NBR(低丙烯腈) | 41 |
丁腈聚氯乙烯共混胶(NBR70/PVC 30) | 59 |
三元乙丙橡胶EPDM | 56 |
三元乙丙橡胶EPM | 42 |
丙烯腈含量40%以上的NBR | 46 |
每增加1份填充剂或软化增塑剂胶料的效应值 | |
填充剂或软化增塑剂 | 硬度的效应值 |
SAF(N110)、ISAF(N220)、HAF(N330)、FEF(N550)、GPF(N660)、EPC、MPC、槽法炭黑、喷雾炭黑 | 加0.5(即2份增加1硬度) |
气相法白炭黑、沉淀法白炭黑 | 加0.5(即2份增加1硬度) |
SRF(N770) | 加0.33(即3份增加1硬度) |
含水二氧化硅类 | 加0.4(即2.5份增加1硬度) |
热裂法炭黑(N800、N900)或硬质陶土 | 加0.25(即4份增加1硬度) |
软质陶土 | 加(0.1~0.143)(即7~10份增加1硬度) |
碳酸钙 | 加0.143(即7份增加1硬度) |
表面处理的碳酸钙 | 加0.167(即6份增加1硬度) |
固体软化增塑剂、石油类树脂、矿质橡胶 | 减0.2(即5份降低1硬度) |
酯类增塑剂 | 减0.67(即1.5份降低1硬度) |
脂肪族油或环烷油 | 减0.5(即2份降低1硬度) |
芳烃油 | 减0.588(即1.7份降低2硬度) |