Когда говорят о «твёрдости» резиновой или эластомерной детали, почти всегда имеют в виду твёрдость по Шору. Шкалы Шор A и Шор D дают быстрый и воспроизводимый показатель того, как материал сопротивляется приложенной силе. В этой статье рассказывается, что измеряет шкала Шора, как проводится испытание и какие диапазоны твёрдости подходят для каких применений.
Что измеряет твёрдость по Шору?
Твёрдость по Шору измеряется дюрометром в соответствии с методами испытаний ASTM D2240 и ISO 7619-1. Пружинный индентор вдавливается в поверхность материала с заданным усилием, а глубина вдавливания переводится в показатель по шкале от 0 до 100. Чем выше значение, тем меньше глубина вдавливания и тем твёрже материал.
Разница между Шор A и Шор D
Шор A и Шор D основаны на одном и том же принципе, но используют разную геометрию индентора и разное усилие пружины, что делает их подходящими для разных диапазонов материалов:
- Шор A применяется для мягких и среднетвёрдых эластомеров, обычно в диапазоне от 20 до 90 по шкале. Большинство резиновых уплотнений, колец O-ring и виброизоляторов находятся в этом диапазоне.
- Шор D применяется для более твёрдых резин, жёстких пластиков и материалов, близких к эбониту. Когда материал приближается к верхней границе шкалы Шор A, переход на Шор D даёт более точный результат.
- Между двумя шкалами нет простого математического пересчёта — материал можно измерить по любой из них, но значения не переводятся друг в друга по единой формуле.
Факторы, влияющие на результат измерения
Измерение твёрдости по Шору кажется простым, однако на результат могут влиять несколько переменных:
- Толщина образца: стандарты обычно требуют минимальную толщину около 6 мм для надёжного результата; более тонкие образцы могут давать завышенные показания.
- Температура: эластомеры становятся мягче или твёрже в зависимости от температуры, поэтому измерения обычно проводятся при контролируемой комнатной температуре, например 23 °C.
- Момент считывания показания: мгновенное показание может отличаться от показания, снятого после установленного времени выдержки (обычно 15 секунд), из-за вязкоупругой релаксации материала.
- Плоскостность поверхности: неровная или изогнутая поверхность не позволяет индентору полностью прилегать и может искажать результат.
Типичные диапазоны твёрдости по областям применения
Значение по Шору A даёт быстрое представление о том, какую функцию реально может выполнять деталь:
- 30-50 Шор A: очень мягкие составы для прокладок и виброгасителей, требующих высокой способности прилегания при уплотнении.
- 50-70 Шор A: наиболее распространённый диапазон для универсальных прокладок, колец O-ring и шлангов.
- 70-90 Шор A: износостойкие, несущие нагрузку покрытия валов и элементы динамического уплотнения.
- 90+ Шор A / 40-90 Шор D: жёсткие эластомеры для конструкционных опорных деталей и компонентов, где требуется минимальная гибкость.
Компания Alpin Rubber & Plastic Technologies разрабатывает резиновые композиции во всём диапазоне Шор A и Шор D в соответствии с требованиями каждого применения и проверяет твёрдость каждой производственной партии на соответствие применимому стандарту.