邵氏硬度测试：ASTM D2240和ISO 48-4标准详解

邵氏硬度测试：ASTM D2240和ISO 48-4标准详解

邵氏硬度测试是一种广泛应用于橡胶、弹性体和塑料等材料硬度检测的方法。本文将详细介绍ASTM D2240和ISO 48-4标准下的邵氏硬度测试原理、操作步骤以及不同硬度标尺的应用场景。

邵氏硬度测试标准

ASTM D2240和ISO 48-4是两种常用的邵氏硬度测试标准。ASTM D2240标准涵盖了12种不同类型的硬度计，用于测量各种材料的压痕硬度，包括热塑性弹性体、硫化橡胶、弹性材料、蜂窝状材料、凝胶状材料和某些塑料。ISO 48-4标准则主要针对硫化橡胶或热塑性橡胶的硬度测定。

ISO 868标准规定了使用邵氏硬度测试法测定塑料和硬橡胶压痕硬度的方法。该方法通过将测试探针以定义的力压在材料上，测量压痕深度来评估材料的硬度。硬度值以0（非常软）到100（非常硬）的标尺表示。

Shore尺标及应用实例

• Shore A：软质橡胶、弹性体和天然橡胶
• Shore D：硬质弹性体、塑料和硬质热塑塑料
• Shore 0：软质弹性体和纺织面料
• Shore 00：海绵橡胶和发泡橡胶
• Shore B：硬于Shore A的弹性体
• Shore C：硬度适中弹性体

ASTM D2240 vs. ISO 48-4

测试方法

根据ASTM D2240执行测试

1. 确保硬度计的接触面与试样台平行。
2. 将硬度计的接触面与试样接触面之间的垂直距离设定为25.4 mm ±2.5 mm。
3. 硬度计以定义的力压向试样，直到表面完全接触。
4. 接触面与试样稳固接触后一秒，即可读取硬度值。
5. 在试样上的不同点读取五个测量值，计算并记录平均值或中位数。

根据ISO 48-4执行测试

1. 进行五次测量，计算中位数。
2. 测试时间为15秒；如果使用其他测试时间，必须在硬度值中标注。
3. 待测材料应在+23 °C ± 2°C的室温下存放至少一小时。
4. 压头以1.11-44.5 N的弹簧力压入试样，然后以3.92-50 N的接触力将压头压入试样15秒。
5. 试样的压痕深度在0 - 2.5 mm之间，以硬度计测量并得出硬度值。
6. 压痕之间中心距离应≥5mm，到试样边缘的距离应≥12mm。

邵氏硬度测试方法

不同邵氏硬度测试方法的主要区别在于压头形状、弹簧力F的大小和接触力FA的大小。具体参数如下：

如何读取和显示邵氏硬度

邵氏硬度值由三部分组成：

1. 数值硬度值
2. "Shore"表示邵氏硬度
3. 定义压头与相关参数的邵氏方法名称

如果停留时间偏离标准，时间表示为带后缀的第四部分。例如：

• 75 Shore A 10
• 75：硬度值
• Shore：根据邵氏
• A：邵氏测试法截面锥体，圆锥角度为35°，弹簧力为8.065 N，接触力为12.5 N
• 10：接触力的停留时间超出建议时间，在此案例中为10秒

硬度计设备

ZwickRoell提供配备类比或数位显示萤幕及电脑连接选配的邵氏硬度计。测试仪配備无间隙滚珠轴承，运行时几乎无摩擦。仪器的触架在试样表面上的接触力决定了零点。视标准的不同，Shore A的接触力约为10 N，Shore D的接触力约为50 N。