实验八 邵氏硬度

实验八邵氏硬度
一、实验目的
1、了解硬度计的种类
2、熟悉邵尔型硬度计的工作原理
3、掌握测硬度试样的制备方法及测试步骤
4、掌握硬度数据的处理
5、掌握影响硬度的因素
二、仪器
邵尔硬度是目前国际上应用比较广泛的一种硬度。

这种硬度一般分为A、C、D等几种型号。

邵尔A型为测量软质橡胶，C型测量半硬质橡胶，D型是测量硬质橡胶硬度。

图8-1 邵尔硬度计主要部件示意图
邵尔硬度计的主要部位尺寸如表8-1所示。

表8-1邵尔硬度主要部位尺寸
注①针头圆弧半径
图8-2邵尔A型硬度计
邵尔硬度计的结构简单，试验时用外力把硬度计的钝针压在试样表面上，钝针压入试样的深度如式（8-1）：
=（8-1）
T-
025h
5.2
.0
式中：T—钝针压入试样深度，mm；
h—所测硬度值；
2.5—压针露出部分长度，mm；
0.025—硬度计指针每度压针缩短长度，mm。

该式反映了钝针压入试样的深度T与硬度h的关系。

钝针压入深度越深，硬度值越小。

三、试验原理
邵氏硬度计是用1公斤外力把硬度计的压针，以弹簧的压力压入试样表面的深浅来表示其硬度。

橡胶受压将产生反抗其压入的反力，直到弹簧的压力与反力相平衡，橡胶越硬，反抗压针压入的力量越大，使压针压入使样表面深度越浅，而弹簧受压越大，金属轴上移越多，故指示的硬度值越大，反之则相反。

四、试样
1.试样厚度不小于6mm，宽度不小于15mm，长度不小于35mm，如试样厚度低于6mm时，
可用同样胶片量迭起来（不得超过四层）测试。

2.试样表面硬光滑、平整、不应有缺胶、机械损伤及杂质等。

3.试样必须有足够的面积，使压针和试样接触位置边缘至少12mm 。

五、试验步骤
邵尔硬度计的试验步骤和要求，按GB531标准进行。

1.试验前检查试样，如表面杂质需用纱布沾酒精擦净。

观察硬度计指针是否指于零点，并检查压针压于玻璃面上是否指100。

2.将试样置于硬度计玻璃面上，在试样缓慢地受到1kg 负荷（硬度计的底面与试样表面平稳地完全接触）后1秒内读数。

3.试样上的每一点只准测量一次硬度，点与点间距离不少于10mm 。

4.每个试样的测量点不少于3个，取其中值为试验结果。

六、试验的影响因素
1.温度的影响
当试样温（或室温）高时，由于高聚物分子的热运动加剧，分子间作用力减弱，内部产生结构的松弛，降低了材料的抵抗作用，因而硬度值降低，反之则硬度值增高，故试样硫化完毕应在规定条件下停放和测试。

2.试样厚度的影响
试样必须具备一定的厚度，否则，如试样低于要求的厚度，硬度计压杆则会受到承托试样用玻璃片的影响，使硬度值增大，影响测试结果的准确性。

3.读数时间的影响
由于橡胶是粘弹性高分子材料，受外力作用后具有松弛现象，随着压针对试样加压时间的增长，其压缩力趋于减小，因而试样对硬度计压针的反抗力也减小。

所以测量硬度时读数时间早晚对硬度值有较大的影响，压针与试样受压后立即读数与指针稳定后再读数，所得结果相差很大，前者高，后者偏低，二者之差可达5~7度，尤其在合成橡胶中较为显著。

为了统一试验方法，提高数据的可比性，现在规定“在缓慢地受到1kg 负荷时立即读数”，此时的硬度值将高于硬度计指针稳定后的指示值。

4.压针长度对试验结果的影响
在标准中规定邵尔A 型硬度计的压针露出加压面的高度为mm 5.200.005.0+-。

在自由状态下指针
应指令点。

当压针压在平滑的金属板或玻璃上时，仪器指针应指100度。

如果只是大于或小于100度时，说明压针露出高度大于2.5mm 或小于2.5mm ，在这种情况下应停止使用，进行校正。

5.压针形状和弹簧的性能对结果的影响
硬度计的锥形压针系靠弹簧压力作用于所测试样上，压针的行程为2.5mm 时，指针应指于刻度盘上100度的位置。

硬度计用久后，弹簧容易变形，或压针的针头易磨损，其针头长度和针尖的截面积有变化，均影响测试结果的准确性。

有关试验部门测定得知，如针头磨损长度为0.05mm 时，会造成1~3︒之差，截面积直径变化0.11mm 时，就会有1~4︒的误差，因此硬度计应定期进行压针形状尺寸的检查和弹簧应力的校正，以保证测试结果的可靠性。

七、实验报告要求
实验报告包括以下项目：
1）本标准编号；
2）试样的名称和代号；
3）试样状态和尺寸，包括厚度，如试样叠层，要说明层数；
4）试验温度，当被测材料硬度与湿度有关时，要说明相对湿度；
5）使用仪器的型号；
6）试样从制备到测量硬度的时间间隔；
7）每次测量硬度计示值，当示值不是在1秒内读取时必须说明时间间隔；
8）硬度测量结果的树脂、平均值和范围，邵尔A型硬度计、D型硬度计和袖珍型国际硬度计分别用Shore A、Shore D和IRHD单位表示；
9）试验日期；
10）如有偏离本标准要求或出现本标准没有的规定的影响因素，必须详细说明并分析对试验结果可能产生的影响。

八、国家标准
GB/T 531.1-2008 《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）》该标准等同于ISO 7619-1-2004,IDT。