-
FCLHCXJ0052
硫化橡胶或热塑性橡胶
硬度的测定
常规试验法
F_CL_HC_XJ0052
硫化橡胶或热塑性橡胶—硬度的测定—常规试验法
1
范围
1.1
本
方法规定了对表面平坦而且两面平行的硫化橡胶或热塑性橡胶国际硬度
的四种测定方法:
方法
N
常规试验
方法
H
高硬度试验
方法
L
低硬度试验
方法
M
微型试验
1.2
对于弯曲表面表观硬度的测定
也规定了用方法
N
、
H
、
L
和
M
的四种方法,
分别为方法
CN
、<
/p>
CH
、
CL
和<
/p>
CM
。
1.3
这些方法的主要区别在于钢球
的直径和压入力的大小,
根据特定的用途选择
合适的方法。每个
访法的适用范围如图
1
所示。
1.4
方
法
N
:
硬度的常规试验。
适用于橡胶的硬度在
35 IRHD ~85IRHD
范围内,
也可用于硬度在
30~95IRHD
范围内的橡胶。试样的厚度要求大于或等于
4mm
。<
/p>
1.5
<
/p>
方法
H
:适用于橡胶的硬度在
85 IRHD ~100IRHD
范围内,试样的厚度要求
大于或等于
4mm
。
1.6
方
法
L
:
适用于橡胶的硬度在
10 IRHD ~35IRHD
范围内,
试样的
厚度要求大
于或等于
6mm
。
注
1
:在
85IRHD~95IRHD
和
30 IRHD ~35IRHD
范围内,用方法<
/p>
N
测得的硬度
至于分别用方法
H
或方法
L
获得的数据不
完全一致。
1.7
方法
M
:硬度的微型试验法,本质上是按比例缩小的常规实验法,适用于橡
< br>胶的硬度在
35 IRHD ~85IRHD
范围内,<
/p>
也可用于硬度在
30 IRHD ~95IRHD
范围
内,试样的厚度小于
4mm
的橡胶。
注
2
:由于橡胶的各种表面因素,例如由打磨引起的表面粗
糙,只是微型试验
与常规实验所测的结果出现差异。
1.8
方
法
CN
、
CH
、
CL
和
CM
:弯曲表面的表观硬度试验。
1.8.1
试验的式样和制品足够大,是硬度计能安放在上面。
1.8.2
试验的试样和制品及硬度计都很小,使他们能安放在普通的支座上。或者
能将试样安放
在硬度计的试样台上。
1.9
上述方法不能保证适用于所有
类型和尺寸的试样,但包括了像“
O
”型圈这
< br>
样一些最普通的类型。
胶辊表观硬度的测试可参照胶辊的测试方法。
2
原理
本硬
度试验是测量钢球在一个小的接触力和一个大的总力作用下,
压入橡胶的深
度差。
.
当采用微型试验
时,用刻度系数
6
乘以这个差值。橡胶国际硬度有表
3
至表
5
或由这些表绘制
的曲线获得,或者由以橡胶国际硬度为单位的刻度盘直接读数。
这下表和曲线由附录
p>
A
给出的压入深度与硬度之间的经验关系得到。
3
定义
本方法采用以下定义。
3.1
橡胶国际硬度(
IRHD
)应这样确定:当
IRHD
等于
0
时,表示材料的杨氏
弹
性模量为
0
;当
IRHD
等于
100
时,表示材料的杨氏弹性模量为无限大。
在通
常情况下应满足如下条件:
a)
橡胶国际硬度的增量总是近似的
表示相同比例的杨氏弹性模量的增量。
b)
对于高弹性橡胶,橡胶国际硬度
和邵尔
A
型硬度的数值大致相同。
3.2
标
准硬度(用
S
表示)
使用方法
N
、
H
、
L
和<
/p>
M
规定的程序,用标准厚度和不小于规定的最小横向尺寸
的试样测得。橡胶国际硬度值取整数位。
3.3
表观硬度
使用方法
N
、
H
、
L
和
M
规
定的程序,用非标准试样,以及使用方法
CN
、
CH
、
CL
和
CM
测得。橡胶国际硬度取整数位。
注
3
:用方
法
CN
、
CH
、
CL
和
CM
测得的值总是给出表观硬度,因为试验通常
在橡胶厚度有所变化的整个制品上进行,
p>
而且在多数情况下,
横向尺寸不能保证
压足
与边缘之间的最小距离。因此测得的数值通常与用方法
N
、
p>
H
、
L
和
M
在标
准试样上,
或在
相同厚度的制品的平坦表面上所测得的数值不一致。
另外测出的
硬度值还与制品的支撑方法和是否使用了压足有关。
在弯曲表面上测得的结果,
仅适用于特殊形状,
特殊尺寸的试样或制品,
以及特
殊的支撑方式等。同标准硬度
值相比可相差
10IRHD
左右。此外,经打磨的表面
或用其他方法除去布纹的表面,
与光滑的模压表面相比,
得到的硬度值将稍有不
同。
4
仪器
4.1
方
法
N
、
H
、<
/p>
L
和
M
p>
仪器的主要部件如下所述,其尺寸和作用力见表
1
< br>。
表
1
仪器的压力和尺寸
试验
直径
mm
钢球作用力
方法
N
(
常规
试验
)
球
2.5
±
0.01
压足
20
±
1
孔
6
±
1
接触力
N
0.30
±
0.02
压入力
N
5.40
±
0.01
总力
N
5.70
±
0.03
压足上的力
N
8.3
±
1.5
方法
H
(高
硬度)
方法
L
(
低硬
度
)
方法
M
(
微型
试验
)
球
1.0
0
±
0.01
0.30
±
0.02
压足
20
±
1
孔
6
±
1
<
/p>
球
5.00
±
0
.01
0.30
±
0.02
压足
22
±
1
孔
10
±
1
mm
mN
球
0.395
±
0.005
压足
3.35
±
0.15
孔
1.00
±
0.15
8.3
±
0.5
5.40
±
0.01
5.70
±
0.03
8.3
±
1.5
5.40
±
0.01
5.70
±
0.03
8.3
±
1.5
mN
145
±
0.5
mN
153.3
±
1.0
mN
235
±
30
4.1.1
压杆和压杆的支撑装置。
可垂直移动的压杆,
下端是一个钢球或球形表面。
压杆的支撑装置,
可使其在施加接触力之前,
钢球下
端部稍高于环形压足的基准
面。
4.1.2
对压杆施加接触力和压入
力的装置。作用力包括压杆和与其相连的附件重
量,以及一切可能作用于压杆的弹簧力,
以使其实际加于压杆球端的力符合表
1
的规定。
4.1.3
测量有压入力产生的压杆压入深度增量的装置,以长度单位表示,或者直
接
读出橡胶国际硬度
IRHD
。该测量装置可以是机械的、光学的
或电学的。
4.1.4
扁平环形压足,垂直于压
杆轴线,并有一个是压杆通过的同心圆孔。压足
放在试样上,
并
对其施加
30kPa
±
5kPa
的压力,
施加在压足上的总压力不应超过
表<
/p>
1
中规定的值。
压足与测量压入深度的装
置为刚性连接。
这样测出的位移才是
压杆相对于压足
(即试样的上表面)
的位移,
而不是压杆相对于支
承试样的表面
的位移。
在微型试验中,
当使用借助弹簧向上顶推试样台的仪器时,
压足上的压力值和压
足上的作用力在施加总压力的过程中都是起作用的,
在施加
145mN
压入力之前,
压足上的作用力大于此值,即等于
380mN
±
p>
30mN
。
<
/p>
注
4
:表
1
p>
中不是所有尺寸和压力的可能组合均符合
4.1.4
的压力要求。
4.1.5
硬度计的轻微振动装置(
例如电动蜂鸣器)以克服任何轻微的摩擦力(在
完全消除了摩擦力的仪器上可以省去)<
/p>
。
4.1.6
试样的恒温箱,试样在非
标准温度下试验时所用。该恒温箱应安装一个控
制温度的装置,使其将温度控制在所需温
度±
2
℃范围内。压足和垂直压杆应穿
过恒温箱顶部。
穿过顶部的部分由低导热率的材料制成。
测量温
度的敏感元件应
安装在恒温箱内靠近试样或安放试样的地方。
4.2
方
法
CN
、
CH
、
CL
和
CM
所用仪器基本上是
4.1
中所描述的,但有以下几点不同。
4.2.1
半径大于
50mm
的圆柱形表面
<
/p>
仪器的底部,
应在压杆下面有一小孔,
是
环形压足自由通过,
这样一来在底座的
上、下均可进行测量。<
/p>
底座的下表面应为两个相互平行并与
底座平面平行的圆柱体形状。
圆柱的直径和
它们相隔的距离应能使仪器固定并支承在被实验的弯曲表面上
。
或者经改进的底
座可以安装上带万向节的可动压足,以便使他
们适用于弯曲面。
4.2.2
大于
50mm
大半径的双弯曲的表面
应使用
4.2.1
规定的带可调压足的
仪器。
4.2.3
半径为
< br>4mm
至
50mm
的圆柱面或双
弯曲的小试样
如果表面太小不能支
承仪器,则试样或制品应由专用夹具或
V
型模具的装置固
定,以便使压足垂直的压在试验表面上。也可以用蜡把小试样凝固在试样台上。
注
5
:通常情况下,用于方法
M
的仪器仅适用于橡胶厚度小于<
/p>
4mm
的试样。
注
6
:用于
方法
M
,借助弹簧向上顶推试样台的仪器,不适用于大的试样或
具有
大弯曲半径的制品。
4.2.4
小“
O
”型圈和小于
4mm
弯曲半径的
制品
这些试样应固定在合适的夹具
或模具上,
或者用蜡凝固在试样台上,
应使用方法
M
所用的仪器测量。如果半径小于
0.8mm
,则不能进行试验。
5
试样
试样应按
F_CL_HC_XJ00
43
的规定进行制备。
5.1
方法
N
、
H
、
L<
/p>
和
M
5.1.1
概述
试样
的上、
下表面应是平整、
光滑和相互平行的。
< br>对比试验应在相同厚度的试样
上进行。
5.1.2
厚度
H
和
N
方法
5.1.2.1
.
< br>标准试样的厚度应为
8~10mm
,而且可以由一层、两
层或三层叠放的橡胶组成,
其最薄的橡胶层不应小于
2mm
p>
。非标准试样可以稍厚些或者稍薄些,但不能小
于
< br>4mm
。
5.1.2.2
方法
L
标
准试样的厚度应为
10~15mm
,
而
且可以由一层、
两层或三层叠放的橡胶组成,
其最薄的橡胶层不
应小于
2mm
。非标准试样可以稍厚些或者稍薄些,但不能小<
/p>
于
6mm
。
5.1.2.3
方法
M
标
准试样的厚度应为
2mm
±
0.5mm
。可以是用厚些或薄些的试样,但不能小于
1mm
。用这样的试样测得的结果与标准试样所测的结果不能进行比较。
5.1.3
横向尺寸
5.1.3.1
方法
N
、
H
和
L
标准试样和非标准试样的横向尺寸应使试验点与试样
边缘的距离不小于表
2
的
规定。
表
2
试验点与试样边缘的最小距离
试样的总厚度
试验点与试样边缘的最小距离
mm mm
4 7.0
6 8.0
8 9.0
10 10.0
15 11.5
25 13.0
5.1.3.2
方法
M
横
向尺寸应使试验点与试样边缘的距离不小于
2mm
。
试样厚度大于
4mm
,但由于横向尺寸或平面部分的面积所限,不宜在常规试验
仪器
上试验而用微型仪器试验时,试验点应距离试样边缘尽可能远一些。
5.2
方
法
CN
、
CH
、
CL
和
CM
试样应是一个完整的制品或者是从制品上切下的一部分。
p>
切下的试样下面应能够
在硬度试验期间内被正常支承住。
如果试样的表面有布纹,
应打磨后再进行试验,
试
样在打磨后应在标准温度下(
F_CL_HC_XJ0042
)
恢复至少
16h
,而且按第
8
章的规定进行环境调节。调节期可以作为恢复期的一部分。
6
硫化和试验之间的时间间隔
除非技术原因另有规定外,应遵守下列要求(
F_CL_HC_XJ0
042
)
。
所有常规试验,硫化和试验之间的最短时间应为
16h
。仲裁试验,最短时间应为
72h
。
非制品试验,
硫化和
试验间的最长时间为
4
个星期。
对比评
价试验,
试验应尽可
能经相同的时间间隔后进行。
制品试验,
只要有可能
,
硫化和试验间的时间间隔应不超过
3
个月。
在其他情况
下,试验应在买方收到制品后两个月内进行。
7
试样的调节
7.1
当试验在标准温度下(
F_CL_HC_XJ0042
)进行时,试样在试验前应在这一
p>
试验条件下至少调节
3h
。
7.2
当试验在较高或较低的温度进行时,试样应在试验环境中放置一段时间,使
之足
以达到与试验环境的温度相平衡,
或按所试胶料或制品的技术要求规定的时
间放置,然后立即试验。
8
试样的调节
试验通常应在标准温度下进行(
F_CL_HC_XJ0042
)
。当采用其他温度时,应从
F_CL_HC_XJ0042
所规定的优选温度中挑选温度。
9
操作步骤
章规定调节试样。
在试样的上、
p>
下表面撒上薄薄的滑石粉,
把试样放在一水平刚
7
按第
9.1
.
性
支撑表面上,放下压足与试样表面接触。使压杆和压球在橡胶上保持
5s
,这
是球上的压力为接触力。
9.2
如
果硬度计以橡胶国际硬度
(
IRHD
)
分度,
它应在
5s
后,
调整到读数为
100
;
然后应使加压入力并保持
30s
,这时可直接
测得橡胶国际硬度值。
9.3
如果硬度计以长度单位分度,
应记下施加压入力
30s
后引起的压杆压入深度
的差值
D
(
0.01mm
p>
为单位)
。
在采用微型试验时,
这个值应乘以刻度系数
6
再利
用表
3
至表
5
或由这些表绘制曲线换算成橡胶国际硬度值。
9.4
在施加负荷期间,除非仪器完
全消除了摩擦,否则都应轻微振动一起。
)的换算值与橡胶国际硬度值(
IRHD3
< br>方法
N
所用的
D
表
DIRHDDIRHD
0100.0 4673.3
D
1)
92
1100.0 4772.7
299.9 4872.2
99.8 49371.6
99.6 50471.0
99.3 5170.4
5
99.0 5269.8 6
93
94
95
96
97
98
5398.6 69.3
799
5498.1 68.7
8100
5568.2
910197.7
5667.6 1010297.1
67.1 571110396.5
66.6 581210495.9
66.0
1310595.3 59
65.5 1410694.7 60
1071565.0 94.0 61
1081664.5 93.4 62
1710992.7 6364.0
1811092.0 6463.5
91.3
651911163.0
90.6
6611262.5 20
6789.8
62.0 21113
6861.5 2211489.2
61.1 692311588.5
60.6 2411687.8
70
1172560.1 87.1
71
2611886.4 7259.7
85.7
732711959.2
7485.0 58.8
28120
58.3
752912184.3
1223057.9 83.6 76
82.9 773157.5 123
57.0 1243282.2 78
81.5 793356.6 125
12656.2 8080.9
34
.
IR
HIRH38.21351.638.01351.237.81450.937.550.51435.350
.21437.149.81436.949.51436.749.11436.5
4
8.81436.248.51436.048.11435.847.81435.647.51535.44
7.11535.246.81535.01546.534.81546.234.615
45.934.41545.634.245.31534.045.01533.844.71533.6 44.41633.444.11633.243.81633.01643.532.81643
.332.643.01632.442.71632.342.51632.11642.231.
941.91631.71741.731.641.41731.41741.1
35
80.2
81
55.8
127
40.9
173
31.2