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ISO 27588:2012 – 极低橡胶硬度（VLRH）测试
硫化或热塑性橡胶 — 使用 VLRH 标尺测定定负荷硬度
1. 极低橡胶硬度（VLRH）标尺
ISO 27588:2012 规定了使用极低橡胶硬度（VLRH）标尺测定极软硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的定负荷方法。该标准对于表征超软弹性体材料至关重要，因为传统的硬度计方法（Shore A、IRHD）在硬度范围的低端缺乏足够的分辨率和精度。
VLRH 标尺在压入深度和硬度值之间提供线性关系，这与传统方法中使用的非线性标尺不同。这种线性关系简化了数据解释，并能够在极软橡胶配合物之间进行更精确的区分。该标准包括一个规范性附录（附录 A），详细说明了压入深度与 VLRH 值之间的数学关系以及标尺的推导过程。
VLRH 方法对于低于 30 IRHD 或 30 Shore A 的硬度值特别有价值，此时传统方法会失去区分能力。对于凝胶填充垫、软密封件和减振组件等极软材料，VLRH 提供了所需的测量分辨率。
| 硬度标尺 | 范围 | 载荷 (N) | 压头几何形状 | 最佳应用 |
|---|---|---|---|---|
| VLRH | 0 – 100 | 0.30 + 5.40 | 球体 R 2.5 mm | 超软（低于 30 IRHD） |
| IRHD（微型） | 0 – 100 | 0.30 + 5.40 | 球体 R 0.395 mm | 薄试样 |
| IRHD（标准） | 0 – 100 | 0.30 + 5.40 | 球体 R 2.5 mm | 标准橡胶 |
| Shore A | 0 – 100 | 弹簧式 | 截锥 35° | 通用 |
2. 设备、校准与测试程序
标准规定了定负荷硬度测试设备，包括一个尖端半径为 2.5 mm 的球形压头、一个测试脚以及施加指定接触载荷和总载荷的机构。接触载荷为 0.30 N，总载荷为 5.70 N（0.30 N 接触载荷 + 5.40 N 附加载荷），总施加力为 5.70 N。施加总载荷 30 秒后测量压入深度。
第二版（取代 ISO 27588:2008）的一个关键新增内容是附录 B 中详述的校准计划。该附录规定了设备的校准程序、频率和验收标准，确保测量可追溯性和实验室间再现性。校准包括验证施加力、压入深度测量系统和压头的几何形状。
校准对于获得可靠的 VLRH 测量至关重要。标准要求硬度计至少每年校准一次，建议对高使用频率的仪器进行更频繁的验证。必须特别注意球形压头尖端，它在常规使用中可能会磨损或损坏。
3. 工程应用与材料设计要点
VLRH 标尺在超软弹性体对产品性能至关重要的行业中特别有价值。应用包括软触感手柄、人机工程学界面、隔振支架、医疗器械组件、软密封垫圈和减震衬垫。在极低硬度范围内精确表征材料的能力使工程师能够针对特定性能要求优化材料配方。
橡胶硬度测量的时间依赖性通过标准要求在读数前 30 秒保载时间来解决。这考虑了橡胶材料固有的粘弹性蠕变行为。对于具有显著蠕变的材料，在同一试样的不同位置进行多次读数可以深入了解材料的一致性和加工条件的影响。
线性 VLRH 标尺能够直接在材料之间进行比较，并有助于为质量控制制定规格限值。与 Shore A 的低端压缩标尺（其中 1 个单位的差异可能代表材料性能的显著变化）不同，VLRH 在整个测量范围内提供均匀的分辨率。
VLRH 测量对试样厚度和表面条件高度敏感。标准要求最小试样厚度为 6 mm。较薄的试样可能因”触底”效应而产生错误的高硬度读数，即压头感知到试样下方的刚性支撑表面。
4. 常见问题
问：VLRH 与传统的 Shore 00 硬度有何不同？
答：Shore 00 使用不同的压头几何形状和弹簧式加载，而 VLRH 使用定负荷（重量式）系统配合球形压头。VLRH 提供更好的再现性和更线性的标尺，使其在极软材料方面更优越。
答：Shore 00 使用不同的压头几何形状和弹簧式加载，而 VLRH 使用定负荷（重量式）系统配合球形压头。VLRH 提供更好的再现性和更线性的标尺，使其在极软材料方面更优越。
问：VLRH 测试所需的最小试样厚度是多少？
答：标准要求最小厚度为 6 mm。对于较薄的试样，可以堆叠多层，前提是它们接触良好且堆叠不引入气隙。
答：标准要求最小厚度为 6 mm。对于较薄的试样，可以堆叠多层，前提是它们接触良好且堆叠不引入气隙。
问：VLRH 值能否转换为 IRHD 或 Shore A 值？
答：虽然存在近似关联图表，但由于测量原理和标尺定义不同，不建议直接转换。对于关键应用，务必使用相应的标尺直接测量。
答：虽然存在近似关联图表，但由于测量原理和标尺定义不同，不建议直接转换。对于关键应用，务必使用相应的标尺直接测量。
问：为什么在 2012 版中增加了校准附录？
答：校准计划（附录 B）是基于行业经验增加的，这些经验表明未经校准的仪器会产生显著的测量变异性。该附录提供了一个标准化的框架，以确保不同实验室和仪器之间的可追溯、可再现测量。
答：校准计划（附录 B）是基于行业经验增加的，这些经验表明未经校准的仪器会产生显著的测量变异性。该附录提供了一个标准化的框架，以确保不同实验室和仪器之间的可追溯、可再现测量。
ISO 27588规定的极低橡胶硬度（VLRH）方法填补了弹性体测试技术中的一个关键空白。传统硬度测量方法如Shore A和IRHD在硬度标尺的低端失去分辨率和精度，使其不适用于表征超软弹性体材料。VLRH方法在整个0至100范围内提供线性测量标尺，能够在传统方法下看起来几乎相同的材料之间进行精确区分。
VLRH方法中使用的定负荷原理比弹簧式方法具有几个优势。定负荷仪器施加恒定力，不受压入深度或材料刚度的影响，消除了一个重要的测量变异性来源。5.70 N的总施加力对非常软的材料也能提供足够的压入，同时对VLRH范围内的较硬化合物保持可接受的灵敏度。
半径为2.5 mm的球形压头几何形状为软弹性体提供了最佳的接触条件。球形形状确保无论压入深度如何都能保持一致的接触几何形状，避免了与尖锐压头相关的应力集中问题。压入深度与VLRH值之间的关系由线性方程定义，相比于其他硬度方法中使用的对数或经验标尺，简化了校准和数据解释。
试样制备和调理显著影响VLRH测量结果。标准要求最小试样厚度为6 mm，以防止压头感知到试样下方的刚性支撑表面。试样必须在标准实验室温度下调理至少24小时后方可测试。硫化与测试之间的时间间隔也必须控制，通常为16至72小时，以允许橡胶配方的后硫化稳定。
附录B中规定的校准计划对于维持测量精度至关重要。使用参考块的日常验证提供了仪器状态的即时反馈，而力和位移系统的月度校准识别任何长期漂移。由认可校准实验室进行的年度综合校准确保可追溯至国家标准，并为测量结果的准确性提供信心。
