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什么是肖氏硬度?为什么要关心?

作者:硬度计服务商创诚致佳
发布时间:2020-07-14
内容摘要:在为产品的独特用途选择产品的材料时,您会看到“肖尔”数增加一到两次,但是您可能会发现自己想知道这意味着什么。什么是肖氏硬度?如何测量?简而言之,“邵尔”与您所使用材料的硬度有关。通常使用洛氏硬度测试或硬度计测试进行测量-两者都可以确定塑料在压痕方面的表现。至少对于工程师而言,收集和理解材料的“邵尔”...

在为产品的独特用途选择产品的材料时,您会看到“肖尔”数增加一到两次,但是您可能会发现自己想知道这意味着什么。

什么是肖氏硬度?如何测量?

简而言之,“邵尔”与您所使用材料的硬度有关。通常使用洛氏硬度测试或硬度计测试进行测量-两者都可以确定塑料在压痕方面的表现。至少对于工程师而言,收集和理解材料的“邵尔”价值是成功项目的关键。

以其发明者Albert Ferdinand Shore的名字命名,肖氏硬度为测量不同材料的坚固性提供了不同的尺度。(肖尔出生于1876年,一直生活到1936年,在1920年代创造了“肖尔”音阶。)

有近15种不同的秤,具体取决于它们的预期用途。每个刻度将产生0到100的值,较高的数字表示硬度增加。

但是,洛克威尔硬度计和肖氏硬度计之间存在差异。两者都可测量塑料的抗压痕性-数值越大表示材料的硬度越高-肖氏硬度使用Shore A或Shore D标度。

同时,Rockwell方法用于“更硬”的塑料:

  • 聚碳酸酯纤维

  • 尼龙

  • 缩醛

  • 聚苯乙烯

洛氏硬度与肖氏硬度

肖氏D硬度技术是行业范围内使用的标准化测试,通常使用ASTM D2240ISO 868测试方法来测量压头的穿透深度读数介于0到100之间时,肖氏硬度测量是无量纲的。

当材料太软而无法通过罗克韦尔测试进行测量时,肖氏D硬度法就应运而生了。但是,Shore A测试呢?建议将其用于柔软的材料,例如橡胶或热塑性弹性体(TPE)。

“邵氏”硬度适用于哪种材料?

通常,塑料(如弹性体和橡胶)是通过“邵氏”硬度来衡量的。值得一提的是,与塑料的基本特性相比,该值没有必要。

特别是对于弹性体和橡胶,合适的肖氏硬度等级应为肖氏A。聚烯烃,含氟聚合物和乙烯基也属于此类。同时,肖氏D等级适用于较硬的塑料,而肖氏O和H则存在-尤其在塑料行业中并不那么广泛。

如何精确测量塑料的硬度?

要确定塑料的硬度:

  1. 将硬度计上的压头插入塑料样品中。

  2. 接下来,在向材料施加压力之前,将针头放在塑料上。

根据ASTM D2240,ISO 868和ISO 7619-1进行的肖氏硬度测试对工程师而言至关重要。测试期间:

  • 测试材料的表面将是平坦的,并放置在具有足够空间的区域上,以使硬度计的脚的压力易于与之接触。

  • 距压头点的半径至少为6mm。

请注意,平坦的表面非常重要,因为用硬度计无法在圆形,粗糙或不平坦的表面上获得准确的硬度读数。

1.在可能的情况下,在一个小时的最短时间内,将在测试之前立即对试件进行调理。

2.将试件放置在坚硬,平坦或刚性的表面上,将尽快施加压力,而不会产生冲击。

3.在特定时间记录,将在三秒(硫化橡胶)和15秒(热塑性橡胶)下获取硬度计读数。

4.将在试件上的不同点进行总共五次测量。将记录每个值,并计算并记录平均值。

5.如果针头已尽最大可能进入塑料内-量规已牢固地按在材料上-用于测量塑料的针头将显示与其硬度有关的相应测量值。

压痕读数全部归结为橡胶或塑料的柔韧性。这个读数可能会改变,这就是为什么写下测量时间以及与硬度相关的数字很重要的原因。

那可弯曲的橡胶呢?

当然,没有一种方法可以测量材料的硬度。尽管它们旨在为使用塑料的任何人提供参考点,但比例略有不同。

例如,对于可弯曲橡胶,将使用肖氏A硬度标尺。测量材料的坚固性(由于它们的变化范围很广),该秤提供了有用的数据,工程师可以使用它们来产生很大的效果。

什么时候不能使用硬度计进行肖氏硬度测试?

到目前为止,我们一直在赞美它的优点,但在某些情况下,无法如此精确地使用此测试。例如:在监测塑料的耐磨性或刮擦性时,它不能很好地工作。它也不会决定其磨损速度。

在工程师使用相同产品线的情况下,相似材料的柔韧性和肖氏硬度之间可能存在联系。

您何时需要考虑肖氏硬度?

如果您要选择原始的橡胶模具并需要创建另一个橡胶模具,那么肖氏硬度可以证明是监测的重要特征。例如,在制造精致或脆弱的儿童玩具(例如,带防滑腿的玩偶)时,您需要选择Shore 30A橡胶。这样做的原因是它将提供足够的灵活性,使您可以轻松地将模型从模具中取出。如果没有肖氏30A的硬度,则玩偶可能会容易断裂。

为了让您了解适用于不同材料的肖氏值,例如,可以将0的值应用于口香糖。同时,例如,将标尺(50)上的中点分配给汽车轮胎。值得一提的是,一旦材料达到肖氏A 95范围,就感觉而言,它将类似于塑料,而不是柔性材料。在这种情况下,邵氏A和邵氏D标尺将短暂重叠。后者涉及刚性材料。

石膏铸造不一定需要肖氏硬度,但是在选择用于铸造或铸模的材料时,肖氏硬度被证明非常有用。工程师通常会遇到一个难题,其中最适合此类应用的是硅橡胶-肖氏硬度计有助于简化此过程。

在用于测试的模型具有严重的咬边的情况下,邵氏A将是有益的。更容易拉伸,也更容易正确密封。固化后,从橡胶模具中取出模型的压力也大大降低,这意味着项目应该顺利进行。

肖氏硬度值更高的橡胶呢?

请注意具有较高肖氏硬度读数的橡胶,因为这可能会证明其不灵活和僵硬。这可能导致模具在脱模过程中破裂或铸造。也就是说,这种橡胶将是混凝土铸件的理想选择,具有更高的抗挤压性。

制作模具时,应选择哪个硬度计?您需要寻找一种适合日常标准模具制造的牢固度。例如,在玩具制作中,Shore A 10是不错的选择。在为您的项目选择正确的组件之前,务必牢记其预期的应用程序。

让我们看一些材料及其肖氏硬度

为了让您了解不同的材料及其肖氏硬度,我们在下面整理了一个方便的表格:

材料/成分

肖氏硬度

橡皮图章

50邵氏A

铅笔橡皮

55邵氏A

汽车轮胎

65邵氏A

鞋跟,皮带

80 Shore A

挡风玻璃刮水片,高尔夫球

60邵氏A

研磨垫

75邵氏A

鼠标垫

80 Shore A

封面

40邵氏D

电话线

90邵氏A

木尺

70邵氏D


便携式硬度计使生产和质量控制变得轻而易举

由于技术的进步,便携式硬度计现已上市。这些可以帮助工程师更轻松地测试肖氏硬度,从而使该器件成为生产和质量控制领域的理想选择。

它们体积小巧,可移动,对于技术服务项目也很有用。某些此类硬度计甚至可以配备LCD显示屏,以提高易用性。最重要的是,它们还可以配备方便的360°转盘和内部存储器。光滑的USB接口用于数据传输,内部可充电电池也增加了它们的吸引力。

那么,工程师为什么要关心肖氏硬度呢?简而言之,从测试中收集的数据可以帮助项目更平稳地运行。一种有用的衡量不同聚合物等级耐压痕性的方法,例如,它通常用作弹性体规格生产中的灵活性的替代品。由于研究表明相似材料的柔韧性和肖氏硬度之间存在联系,因此至关重要的是,在开始工作之前完成测试。


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