BS ISO 07619——硫化或热塑性橡胶压入硬度测定标准系列(邵氏硬度计法与IRHD袖珍硬度计法)

Rubber, Vulcanized or Thermoplastic — Determination of Indentation Hardness (ISO 7619)

🧪 BS ISO 7619(英国标准编号 BS ISO 07619)是英国对国际标准 ISO 7619《硫化或热塑性橡胶——压入硬度的测定》的等同采用标准,英国技术归口由技术委员会 PRI/22(橡胶物理性能试验)负责。该系列规定了采用邵氏硬度计(Shore durometer)与 IRHD 袖珍硬度计测定橡胶压入硬度的方法,共分两部分:第 1 部分为邵氏硬度计法,第 2 部分为 IRHD 袖珍硬度计法。压入硬度通过弹簧加载的压针在一定作用力下压入试样表面的深度来表征材料的软硬程度,是橡胶工业中最常用、最基础的力学性能试验之一,广泛应用于密封件、胶管、鞋底、轮胎、减振制品等橡胶材料及制品的质量控制与产品验收。两个分部均于 2010 年 10 月发布第二版,分别取代 BS ISO 7619-1:2004 + A1:2008 与 BS ISO 7619-2:2004,以协调国际上不断发展的硬度试验技术与仪器规范。

💡 压入硬度是橡胶材料最直观的”软硬”指标:邵氏硬度计快速便捷、读数直观,适合生产线抽检与进料检验;IRHD 袖珍硬度计则与国际橡胶硬度(IRHD)体系衔接,更适合对硬度要求严格、需要跨实验室比较的场合,两者常结合使用。

一、系列构成与适用范围 📌

本系列两份文件既相互独立又互为补充:第 1 部分与第 2 部分分别规定了不同的仪器原理与应用场景,适用对象均为硫化橡胶与热塑性橡胶。标准给出的方法适用于平坦、厚度足够的试样表面,也可用于对成品进行非破坏性抽检,但此时须确认成品表面平整度与厚度满足要求。两部分的共同基础是压针压入深度的测量,区别在于压针几何、负荷等级与硬度标尺的不同,因此同一试样的两种方法读数不能直接互换,应依据产品规范或合同约定的方法执行。

标准号标准标题核心内容
BS ISO 7619-1:2010硫化或热塑性橡胶——压入硬度的测定——第1部分:邵氏硬度计法(邵氏硬度)采用邵氏 A/D 型硬度计测定压入硬度的方法,规定压针几何、弹簧力、试样与读数时机
BS ISO 7619-2:2010硫化或热塑性橡胶——压入硬度的测定——第2部分:IRHD袖珍硬度计法采用按 IRHD 标定的袖珍硬度计测定压入硬度的方法,规定其与 IRHD 基准方法的关系

在正式引用时应注意:若产品规范同时引用两份文件,需明确以何者为准;两份文件虽同属一个系列,但各自规定了独立的仪器与程序,不得混用。

二、试验原理与硬度标尺 🧲

压入硬度试验的实质是测量规定形状与负荷的压针在规定条件下压入试样表面的深度。橡胶材料的硬度取决于其弹性模量与粘弹性行为:试样越软,压针压入越深,读数越小;试样越硬,压入越浅,读数越大。邵氏硬度计法采用弹簧加载的截锥形或球形端面压针,依据弹簧力与压入深度的对应关系直接给出邵氏 A 或邵氏 D 度数;IRHD 袖珍硬度计法则采用球形压头与恒定压力负荷,其示值按国际橡胶硬度(IRHD)标尺校准。两种方法都要求试样在规定的温度与湿度条件下进行状态调节,以保证结果的重复性与可比性。

⚠️ 橡胶是典型的粘弹性材料,压入深度随时间缓慢增加。邵氏硬度读数必须在标准规定的时间点读取(例如在规定保持时间后立即读数),不同操作者若读数时机不一致,数据将无法比较。

三、第1部分:邵氏硬度计法 🔬

邵氏硬度计法利用弹簧加载的压针压入试样表面,通过压入深度直接读取硬度值。标准规定了 A 型与 D 型两种硬度计:A 型适用于软至中等硬度橡胶(通常为邵氏 A 20~90),D 型适用于较硬橡胶(邵氏 D 20~90),并对硬度计的压针几何、弹簧力、示值范围与检定要求作出明确规定。邵氏硬度计结构简单、操作快捷,是橡胶工业应用最广泛的硬度试验仪器。

  • 装置要求:硬度计结构、压针端面几何、弹簧力与测量范围,A 型与 D 型压针规格不同,不得混用。
  • 校准:硬度计应定期使用标准硬度块进行检定或校准,确认示值误差在规定范围内。
  • 试样:试样厚度、表面平整度与制备要求,多层叠合时应保证接触良好且厚度足够。
  • 试验程序:压入时间、读数时机、测量点数量与间距、结果取中位数或平均值并按规定修约。
硬度计型号适用硬度范围压针特征典型应用
邵氏 A 型软至中等硬度橡胶(约 A20~A90)截锥形压针,端面较小,弹簧力较柔密封件、胶管、鞋底、一般橡胶制品
邵氏 D 型较硬橡胶与硬质塑料(约 D20~D90)锥形压针,锥角较尖锐,弹簧力较大硬橡胶、热塑性硬质材料、胶辊
🚨 选错硬度计型号是现场最常见的错误:将软橡胶用 D 型测量会得到偏小的读数,将硬橡胶用 A 型测量则压针可能压入极浅甚至超出量程。务必依据材料硬度范围选择对应型号,并在报告中注明所用硬度计型号。

四、第2部分:IRHD袖珍硬度计法 🔬

IRHD 袖珍硬度计法采用按国际橡胶硬度(IRHD)标定的袖珍硬度计,其压头为球形、负荷恒定,示值直接以 IRHD 表示。与实验室用大型 IRHD 硬度计相比,袖珍硬度计结构紧凑、便于携带,可在成品表面与现场进行快速测量,适合对在役制品和大型制品的无损检测。标准规定了袖珍硬度计的压头直径、压入负荷、读数机构与校准要求,并说明该方法与 IRHD 基准方法(如 ISO 48 规定的基准法)之间的对应关系及适用硬度范围,便于用户将便携测量结果与基准方法结果进行对照。

五、结果表达与试验报告 📊

标准要求以规定单位(邵氏 A 度、邵氏 D 度或 IRHD)表达结果,并完整记录:试样标识与来源、状态调节条件(温度、湿度与时间)、试验温度、压入时间、各测量点读数、中位数或平均值以及试验日期。橡胶的硬度受温度与湿度显著影响,状态调节与试验环境条件是结果有效性的关键,报告中应如实记录环境条件;对同一批试样进行多测点测量时,应按规定剔除异常值并报告离散程度。试验报告还应注明所依据的标准号与版本(BS ISO 7619-1 或 BS ISO 7619-2),以便追溯。

六、工程应用实践 🛠️

  • 📋 进料与出厂检验:邵氏硬度计快速抽检,控制胶料批次一致性,识别配方波动与混炼不均。
  • 🔧 配方开发:以硬度作为硫化胶性能的基础指标,配合拉伸强度、扯断伸长率、回弹率等综合评价。
  • 📊 密封与减振件:O 形圈、油封、减振垫等制品对硬度敏感,硬度过高或过低都会影响密封性能,需按标准严格控制。
  • 🌍 现场检测:IRHD 袖珍硬度计便于在役件与成品现场的快速测量,适合维保与质量巡检。
💡 采购橡胶制品时,建议在技术协议中同时明确硬度标尺(邵氏 A/D 或 IRHD)、测量方法标准号、状态调节条件与抽检方案,避免因标尺不一致或程序差异引起争议。

七、常见问题解答 ❓

❓ 问:邵氏硬度计法为什么分 A 型和 D 型?
答:A 型压针较柔软、适合软至中等硬度橡胶;D 型压针较硬、适合较硬橡胶。选错型号会导致读数失真,应依据材料硬度范围选用并在报告中注明型号。
❓ 问:邵氏硬度与IRHD硬度可以换算吗?
答:两者存在经验换算关系,但并非严格线性对应,且受材料类型影响。换算结果仅作参考,关键判定应以合同规定的试验方法及相应标尺为准。
❓ 问:为什么读数时机很重要?
答:橡胶的粘弹性使压入深度随保持时间增加,标准规定统一的读数时机以保证不同操作者与实验室的数据可比;读数过早或过晚都会带来系统偏差。
❓ 问:ISO 7619 是否强制?
答:作为国际标准,其本身是推荐性的;但它经常被产品规范、材料标准或采购合同引用,一旦被引用,试验方法即成为必须执行的约定条款。
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