橡胶硬度测试方法发展动态与分析

� 国内统一刊号 CN31-1424／TB 2012/4 总第230期 *基金项目：广东省科技计划项目（2010B060300006）、广东 省质量技术监督局科技项目（2010ZJ01） 橡胶硬度测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 发展动态与分析 * 陈明华　吴向垒/广东省计量科学研究院 摘　要　橡胶硬度应用广泛且测量方法繁多，该文全面综述目前橡胶硬度相关标准，介绍橡胶硬度主要测量方法的原理和适用性， 重点分析橡胶国际硬度和邵氏硬度特点、发展趋势并提出这两种硬度将在较长的时间内并存。 关键词　静态压入法；橡胶国际硬度；邵氏硬度； 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 观硬度 0　引言 硬度测试由于具有操作简便、成本低和非 破坏性等特点，广泛应用于质量监控场合，是 橡胶制品的重要指标。硬度可方便地鉴定一系 列硫化橡胶产品的固化效果和均匀性，还适用 于诊断目的，跟踪橡胶 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 老化、污染与微孔 等问题。 橡胶硬度测试方法全部属于静态压入法 [1]， 并且都是保持试验力情况下测量压入深度。由 于不同硬度范围、不同形状样品、不同场合、 不同准确度下可能需要使用不同的方法进行硬 度测量，所以橡胶硬度有多种测量方法。GB/ T23651-2009《硫化橡胶与热塑性橡胶硬度测 试 -介绍与指南》就是对目前主要的橡胶硬度 测量方法进行综述，侧重介绍了橡胶硬度测试 类型以及各种测试方法的选取原则，具有一般 性指导意义。该标准还对一些常用且重要的术 　　陈明华，教授级高工，现任广东省计量科学研究院总工程师，国家质量监督检 验检疫总局优秀中青年专家，国家质量监督检验检疫总局科技委计量专业技术委 员会委员、物理计量分专业技术委员会副主任委员，中国合格评定国家认可委员 会 (CNAS) 技术委员会校准分委员会委员，全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会 橡胶物理试验方法分技术委员会委员，全国力值、硬度计量技术委员会委员，主 持或参加起草 GB/T 23651-2009 《硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度测试 介绍与指南》、 JJG304-2003《A 型邵氏硬度计》等 14 项橡胶硬度国家标准和国家计量技术规范。 语、硬度测量的原理，以及硬度测量的用途和 意义等内容都有简单说明。GB/T23651-2009等 同采用国际标准 ISO18517：2005《硫化橡胶 与热塑性橡胶硬度测试 -介绍与指南》，综合了 GB/T6031-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶硬度 的测定（10 ～ 100 IRHD）》(idt ISO48：1984)， GB/T531.1-2008《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）》(idt ISO7619-1)，GB/T531.2-2009《硫 化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法 第 2部 分：便携式橡胶国际硬度计法》(idt ISO7619-2) 的内容，是关于硫化橡胶与热塑性橡胶硬度测 试有关知识的概述性文件。另外该标准介绍了 HG/T2450-1999《胶辊表观硬度的测定 橡胶国 际硬度计法》(idt ISO7267-1)等关于表观硬度测 定的内容。 1　橡胶国际硬度 橡胶国际硬度测量方法有关的标准有 GB/ T6031-1998、GB/T531.2-2009。 �国内统一刊号 CN31-1424／TB2012/4 总第230期 GB/T6031-1998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 4种 测定方法，对应不同试验接触力、总试验力以 及多种直径的钢球，以适合不同硬度范围、试 样大小和使用场合的需要： a) 方法 N 常规试验； b) 方法 H 高硬度试验； c) 方法 L 低硬度试验； d) 方法M 微型试验。 N、H、L和M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。每个方法的适用范围如图 1所示。 图 1　硬度测试的应用范围 方法 N：硬度常规试验。适用于橡胶硬度 在 35 ～ 85 IRHD，也可用于硬度在 30 ～ 95 IRHD 范围内的橡胶。试样的厚度要求不小于 4 mm。 方法H：适用于橡胶硬度在 85 ～ 100 IRHD， 试样的厚度要求不小于 4 mm。 方法 L：适用于橡胶硬度在 10 ～ 35 IRHD， 试样的厚度要求不小于 6 mm。 方法 M：硬度的微型试验，本质上是按 比例缩小的常规试验法。适用于橡胶硬度在 35 ～ 85 IRHD，也可用于硬度在 30 ～ 95 IRHD 范围内的橡胶，试样的厚度要求小于 4 mm。 在 85 ～ 95 IRHD和 30 ～ 95 IRHD范围内， 用方法 N测得的硬度值与分别用方法 H或方法 L获得的数据不完全相同。 相同材质而厚度不同分别采用 N和M方法 的橡胶试样，N和M方法获得的数据也不完全 相同。橡胶国际硬度M型硬度计实际上是 N型 硬度计的缩型，试验力为 1/36，压针球体直径 为 1/6，因而 1度M型硬度的压入深度为 N型 压入深度的 1/6。理论上常规的 N型硬度计与 M型硬度计应给出相等的测试结果，但由于厚 度和表面层效应（表面有可能比内部更坚硬） 的影响，并不能保证测试结果相等。这种差别 与被测样品有关，当样品的弹性和表面状况较 好时，这种差别并不大。 GB/T6031-1998中关于方法 CN、CH、CL 和 CM弯曲表面的表观硬度试验在本文第 3部 分另述。 GB/T531.2-2009规定了便携式橡胶国际硬 度计法。GB/T531.2-2009等同采用国际标准 ISO7619-2：2004《硫化橡胶或热塑性橡胶压入 硬度试验方法第 2部分：便携式橡胶国际硬度 计法》。便携式橡胶国际硬度计也称袖珍式橡胶 国际硬度计（IRHD pocket meter），便携式橡胶 国际硬度计无论外观、用途还是准确度等与 A 型邵氏硬度计都非常相似，但便携式橡胶国际 硬度计与 A型邵氏硬度计测量原理、技术指标、 校准方法不同。辨认便携式橡胶国际硬度计和 A型邵氏硬度计的区别是计量单位。另一个特 征是便携式橡胶国际硬度计的度盘是不等分度 的，而 A型邵氏硬度计是等分度的。橡胶便携 式硬度计准确度低于定负荷橡胶国际硬度计， 但使用方便，适合于橡胶制品成品和半成品的 质量控制 [2]。 2　邵氏硬度 邵氏硬度计也称邵尔硬度计（Durometer或 Shore hardness tester），邵氏硬度试验方法历史 悠久、应用广泛。邵氏硬度计结构紧凑、操作 简单、携带方便，特别适合于现场的硬度测定， 长期以来，一直用于橡胶、塑料成品和半成品 硬度性能测定以及产品质量控制。 GB/T531.1-2008等同采用国际标准 ISO7619-1： 2004《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）》，该 标准代替 GB/T531-1999《橡胶袖珍硬度计压入 硬度试验方法》中的邵氏 A和邵氏 D的内容， 还增加了 AO、AM标尺试验方法。 根据邵氏硬度计原理，改变硬度计的压 针形状和试验力大小可得出品种繁多的系列 硬度计，用于测量不同硬度范围的材料，GB/ T531.1-2008规定了 A、D、AO、AM四种标尺。 ——A标尺，适用于普通硬度范围； ——D标尺，适用于高硬度范围； ——AO标尺，适用于低硬度橡胶和海绵； � 国内统一刊号 CN31-1424／TB 2012/4 总第230期 ——AM标尺，适用于普通硬度范围的薄样 品。 A标尺适合于中硬度范围，D标尺适合于 高硬度范围，AO标尺适合于低硬度范围，AM 标尺适合于薄小样品。 ——D标尺低于 20时，选用 A标尺； ——A标尺低于 20时，选用 AO标尺； ——A标尺高于 90时，选用 D标尺； ——薄样品（样品厚度小于 6 mm），选用 AM标尺。 我国目前使用的橡胶硬度计大多数是 A型 邵氏硬度计。A型邵氏硬度和橡胶的杨氏弹性 模量有着一定的关系，可以通过测定橡胶的邵 氏硬度而得到橡胶近似杨氏模量。A型邵氏硬 度试验方法早在 1959年就制定为部颁标准， 1960年首次发布实施，后来又把部颁标准修订 为国家标准，GB/T531-1999的上一个版本 GB/ T531-1992《硫化橡胶邵尔 A硬度试验方法》就 是只有 A型硬度计。 邵氏 D型硬度计适用于高硬度范围，我国 目前生产和使用的邵氏 D型硬度计数量较少， 原因之一是只有在使用 A型邵氏硬度计得到指 示值超出 90度时才使用邵氏 D型硬度计进行测 量，另一个原因是邵氏 D型硬度计压针顶端容 易磨损而不合格，故硬度计的使用寿命很短 [3]。 增加 AO、AM标尺试验方法有效地弥补了 邵氏硬度对低硬度和薄小样品测量能力的不足 [4]。 3　表观硬度 表观硬度大量应用于实际检测工作中，所 谓表观硬度，是相对标准硬度而言的。标准硬 度是用具有标准厚度且面积大于所规定最小边 缘尺寸的试样、按照规定的操作程序得到的硬 度；表观硬度是指用非标准尺寸的试样，按照 有关标准规定的操作程序得到的硬度。 在日常检测工作中，尤其是对成品和半成 品的硬度测量，很多情况下无法得到满足标准 要求尺寸的试样，所得到的硬度值是在特定的 样品形状和方法时测得的，称为表观硬度，胶 辊表观硬度就是典型的一种。表观硬度可以说 是不得已而为之，因为表观硬度值和标准方法 所得硬度值是有区别的，但表观硬度只要把样 品的形状和方法确定了，测量结果相互之间还 是具有可比性的。 表观硬度在橡胶硬度试验中的应用要比金 属硬度普遍，因为金属硬度试验法方法较多， 某些试验方法，如显微硬度，试验力可以非常 小，即使对于非常薄小样品也可以得到标准样 品，同时由于里氏硬度计的发展，金属硬度现 场测量也容易实现。金属硬度试验中，特性标 尺和材料圆柱形和球形所测得表观硬度和标准 硬度是可以换算的，而对橡胶硬度表观硬度和 标准硬度的换算关系研究不多。 GB/T23651-2009还介绍了用非标准尺寸 的试样的表观硬度，包括按照 GB/T6031-1998 规定橡胶国际硬度中的表观硬度、HG/T2450 胶辊表观硬度的测定橡胶国际硬度计法 (HG/ T2450-1999， idt ISO7267-1：1997)、HG/ T2413.2胶辊表观硬度的测定 邵尔硬度计法 (HG/T2413.2-1992，idt ISO7267-2：1986)、 ISO7267-3胶辊表观硬度的测定 P . J硬度计法 相应的 HG/T2413.l-1992胶辊表观硬度的测定赵 氏 (P . J)硬度计法则是等效采用。 4　结语 综上所述，可以看出目前橡胶硬度测试方 法主要是橡胶国际硬度和邵氏硬度两个系列。 橡胶国际硬度计的特点是准确度高、稳定 性好，高、中、低、微型、便携式都拥有一个 共同的计量单位 IRHD，适合不同硬度范围、试 样大小和使用场合的需要，并已初步形成一个 量值传递系统 [5]，可以采用标准橡胶硬度块进 行检定校准，这是邵氏系列硬度所不能比拟的。 邵氏 A、邵氏 D和邵氏 AO等之间不能比 较，不能采用标准橡胶硬度块进行检定校准 [6]， 此外还存在使用寿命短、变化大的不足，但邵 氏硬度计最大的优点是使用方便。邵氏硬度增 加了 AO标尺和 AM标尺后，与原来 A标尺和 D标尺形成了低、中、高硬度测量范围以及薄 小样品的测量，从适用范围上取得与橡胶国际 硬度的可以抗衡的局面。邵氏硬度的还试图通 过提高弹簧试验力允差要求及试验力保持时间 延长等改进手段，以进一步提高测量准确度。 （下转第 9 页） TJT 高亮 �国内统一刊号 CN31-1424／TB2012/4 总第230期 信基站等高速发展，低频共模传导抗扰度也越来越 受到重视。目前，国内的许多 EMC 实验室都开始根 据 IEC 61000-4-16 标准建立试验能力。而不同实验 室的试验数据应具有可比性，同一实验室的数据也 应具有可重复性。 实验室在开展低频共模传导抗扰度相关试验能 力验证工作时，应重点关注以下几点： ①验证应在设备交流 / 直流，连续 / 短时等多种 干扰输出方式下分别进行，确保设备所有的功能模 块符合要求。 ②验证至少应在设备的电压、电流和频率输出 的极限点上进行，确保设备整体参数符合要求。 ③对于设备的内阻以及切换时间等关键参数， 应重点关注并测量，确保系统在这些技术难点满足 标准要求。 本文介绍的低频共模传导干扰试验波形验证方 法，可作为实验室进行设备期间核查及定期校验的 技术参考，对试验数据质量的提高有着积极的意义。 参考文献： [1] 中国通信标准化协会. GB/T 17626.16-2007[S]. 北京：中国标准出 版社，2007. Study on Verification of Conducted Common Mode Disturbances Waveform at Low Frequency Wu Zhenwei　Ma Xin （Shanghai Station of Supervision and Inspection on Quality of Environmental Products） Abstract: Discussion and studies of the low frequency conducted common mode disturbances immunity test method and technical requirements are made, based on international standard IEC61000-4-16:1998. The verification method of the critical parameters in the test system is suggested. Meanwhile, the study is focused on the internal impedance measurement and short duration disturbance waveform verification. And finally technical details of how to perform relevant verification measurement are summarized. Keywords: conducted common mode disturbances；immunity； verification；impedance 图 12　正常的短路电流波形 橡胶硬度测试方法橡胶国际硬度和邵氏硬 度两个系列将在一段较长的时间内并存，而其 他橡胶硬度测量方法将逐渐被淘汰。 参考文献： [1] 林巨才编. 现代硬度测量技术及应用[M]. 北京：中国计量出版社, 2008：2-6. [2] 温其诚编 硬度计量[M]. 北京：中国计量出版社, 1990：213-214. [3] 陈明华, 何广霖. D型邵氏硬度计检定方法中[J]. 中国计量, 2009, 8: 121-123. [4] 王卫忠. 橡胶压入硬度试验方法(邵尔硬度)新国标的理解与应用 [J]. 中国计量, 2009, 10: 124-125. [5] 广东省计量科学研究所. JJF2049-1990[S]. 北京：中国计量出版 社, 1990. [6] 林鲁山. 邵氏A型硬度计的示值检定问题[J]. 计量技术, 1993, 9: 25-28. Aanalysis on development of rubber hardness testing methods Chen Minghua　Wu Xianglei （Guangdong Institute of Metrology） Abstract: Rubber hardness is widely used and versatile in terms of measuring method. This article overviews the existing relevant standards for rubber hardness and introduces the principles and applicability of main measuring methods. Characteristics and development tendency of International Rubber Hardness Degree (IRHD) and Shore hardness are selected for analysis. These two kinds of hardness shall coexist for quite a long time in the future. Keywords: static indentation; International Rubber Hardness Degree (IRHD); shore hardness; apparent hardness （上接第 4 页）