塑胶硬度的检测方法

一：塑胶表面硬度和硬度简介
一：表面硬度与硬度的区别
硬度：是指材料对压印，刮痕的抵抗能力。

指的是材料的内部硬度。

表面硬度：是指物体表面抵抗变形或损伤的能力。

指的是物体表层材料的硬度
量塑料表面硬度，依据硬度种类不同，分为磨耗、压力、反弹、钩接和振裂等五大类。

铅笔硬度试验是测定钩接硬度的一种方法
二：塑胶硬度的表示方法
因为塑料的种类繁多，硬度跨度大,有硬如淬火钢的POM（聚甲醛树脂）就只能用塑料洛氏硬度,如软钢的就用布氏硬度、软如橡胶的就用邵氏硬度，玻璃纤维增强塑料、硬塑料用巴氏硬度表示,因为它们处于不同数量级,所以只有部分重叠区可两两转换,跨度太大是不能转换的或者说毫无意义,各种表示方法不同也是和它们所用的测量仪器不同有关系的。

一邵氏（肖氏）硬度（Shore scleroscope hardness ）：
原理：测定塑料在规定负荷和标准压痕器作用下，在规定施加内，压痕器的压针压入试样的深度称肖氏硬度，也有邵氏硬度之称，用HS表示。

应用范围：根据压痕器的类型不同又可分为3类，肖氏A型，C型，D型，
LX-D型邵氏硬度计适用于一般硬橡胶、硬树脂、有机玻璃、热塑性塑胶、印刷板、纤维等高硬度橡塑材料的硬度测试。

产品符合GB/T531-1999及其它相关标准的要求，既可以随身携带手持测量，也可以装置在配套的SLX型邵氏硬度计测试机架上使用。

■LX-A型邵氏硬度计适用于测定硫化橡胶和塑料制品硬度的仪器。

具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点，产品符合GB/T531-1999及其它相关标准的要求，既可以随身携带手持测量，也可以装置在配套的SLX型邵氏硬度计测试机架上使用。

■LX-C型微孔材料硬度计适用于测定泡沫、海绵、鞋用微孔材料等低硬度材料的硬度测试。

产品符合HG/T2489-93及其它相关标准的要求，既可以随身携带手持测量，也可以装置在配套的S L X型邵氏硬度计测试机架上使用
LX-C型硬度计LX-D型硬度计
LX-A型硬度计
Note:当使用A型，测定材料硬度值超过95％量程时，则要改用D型，当D型硬度值超过95％量程后，则用布氏或洛氏硬度方法测定，否则精确度不高。

HSA常用于检测软质塑料橡胶，HSD常用于检测硬质塑料橡胶，还有个HSC不怎么常用。

肖氏硬度试验只适合对弹性模量相同的材料进行测定比较。

否则就会得到橡皮的HS值高于钢的错误结果。

肖氏硬度试验用于测定各种原材料和材料热处理后的硬度。

由于肖氏硬度计体积小，携带方便，便于现场应用。

试验方法:
把试样放置在坚固的平面上,拿住硬度计,压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm,平稳地把压足压在试样上,不能有任何振动,并保持压足平行于试样表面,以使压针垂直地压入试样,所施加的力要刚好足以使压足和试样完全接触,除另有规定,必须在压足和试样完全按触
后1秒内读数,如果是其他间隔时间读数则必须说明,在试样相距至少6mm的不同位置测量硬度值5次,取其平均值。

试样规格：通常, 试样厚度为6.4mm(0.25英寸). 可将几个试样重叠，以达到上述高度, 但最好用一个试样.
一般测量设备：
数据处理：硬度值由硬度计读出. 常见的硬度计有A型和D型. A型用于较软材料；D 型用于较硬材料
使用须知:
⑴、测定前应检查硬度计的指针在自由状态下应指向零位。

如指针量偏离零位时,可以松动右上角压紧螺钉,转动表面,对准零位。

然后将硬度计压在玻璃板上,压针端面与压足底面紧密接触于玻璃板上时,指针应指向100+/-0.5HA,如不指向100+/-0.5HA时,可轻微按动压针几次,如仍不指100+/-0.5HA时,则此硬度计不能使用。

如在邵氏硬度计测试机架上使用时,可拨动手柄,使工作台上升至定荷砝码抬起,使压针端面与压足平面紧密接触于玻璃工作台时,指针应指向100+/-0.5HA。

如不指100+/-0.5HA时, 可调整工作台平面的调节螺钉,若调整后指针仍不指100+/-0.5HA时,最好送生产单位调整为宜。

⑵、橡胶的试样及试验温度要求；
①、橡胶的试样厚度不小于6mm,宽度不小于15mm,长度不小于35mm,试样厚度不足6mm 时,可用同样胶片重叠测定,但不超过3层。

并要求胶片上下平行。

②、检定时室温为23℃±5℃,检定前硬度计在此温度下至少存放1小时。

⑶、塑料试样及试验温度要求；
①、塑料试样为正方形,边长50mm、厚度6mm。

也允许采用50×15mm的试样。

②、在可能的情况下,试样在测试前应按照GB/T2941-1991规定在实验室标准温度下进行调节。

比对试验或系列试验必须在相同温度下进行。

⑷、橡胶及塑料试样表面均应光滑、平整、不应有机械损伤及杂质等缺陷。

⑸、硬度计使用35000次后,建议每使用10000次左右按GB531规定检查弹簧压力与指针刻度关系及压针端部的形状尺寸。

⑹、硬度计使用完毕后,装入仪器盒或仪器箱内,放置干燥处,防止受潮。

⑺、定荷测定架上的升降小轴和工作台底部,请注意经常揩擦干净,涂少量防锈油,以防生锈。

⑻、使用邵氏硬度计时,当A型硬度计示值低于10HA时是不准确的,测量结果不能使用。

A 型硬度计测量值超出90HA时推荐使用D型硬度计。

二：布氏硬度
定义：布氏硬度的测定原理：用一定大小的试验力F(N),把直径为D（mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面（图1），保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d(mm)，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出HB值。

式中：F为试验力
D为压头球体直径
d为相互垂直方向测得压痕直径d1,d2的平均值
h为压痕深度的一半
图1
表示方法:用钢球压头所测出的硬度值用HBS表示；用硬质合金压头所测出的硬度值用HBW表示。

应用范围：布氏硬度范围: 8~650HBW
这里公式错误，应该再乘以2，h=括号内的1/2由于塑料材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力F和压头直径D，就会出现对某些工件和材料的不适应的现象。

因此，在生产中进行布氏硬度试验时，要求能使用不同大小的试验力和压头直径，对于同一种材料采用不同的F和D进行试验时，能否得到同一的布氏硬度值，关键在于压痕几何形状的相似，即可建立F和D的某种选
配关系，以保证布氏硬度的不变性。

国家标准(GB231-84)规定布氏硬度试验时，常用的0.102F/D的比例为30、10、2.5三种，根据金属材料的种类、试样硬度范围和厚度的不同，按下表（布氏硬度试验规范）选择试验压头（钢头）的直径D、试验力F及保持时间
试验方法：
试样规格：
数据处理：
三：洛氏硬度
定义：洛氏硬度是表示材料硬度的一种标准,由瑞典人布林南尔首先提出.应用压入法将压力施加在淬火的钢球（HBS）或者硬质合金球（HBW）上,它压入所试材料的表面而产生凹痕,用测得的球形凹痕单位面积上的压力即HB＝F/S MPa.(F单位N S单位：平方mm)来表示硬度,，
洛氏硬度没有单位，是一个无纲量的力学性能指标，其最常用的硬度标尺有A、B、C三种，通常记作HRA、HRB、HRC，其表示方法为硬度数据+硬度符号，如50HRC
洛氏硬度试验法目前已被广泛使用，是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一。

它测量范围广，操作简单方便，是测量金属、塑料等材料硬度的主要手段。

原理是测量压痕深度。

洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。

洛氏硬度试验时，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。

标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)一般用于表面经过处理的硬材料的测量；
标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(合100kgf)；
标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。

因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。

塑料洛氏硬度计
应用范围：.
洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。

一般用于测定塑料,橡胶,金属材料等的硬度
实验步骤：
1. 试片表面需光滑无加工痕迹、油脂等，厚度至少为压痕深度10倍以上，及厚度达1.5mm以上。

试片背面不得受压痕的影响，如有锈蚀也应除去，未必使试验面与底面平行，以避免产生间隙。

2. 荷重手摇柄推至前方位置。

3. 选择适当之砧座至于升降螺旋之顶端。

4. 依照材料状况选择适当的荷重于附和杠杆后方之钩中。

5. 选择适当之压痕器，以免伤及压痕器。

装换试片及砧座时均不可撞及压痕器，测试中不可移动试片。

压痕器需柔和的将之装入柱塞杠底端之孔中，压痕器柄上削平面，朝向有柄螺丝，轻施压痕器以确定装设位置，并锁紧有柄螺丝。

6. 继续转动升降手轮，此时指针开始旋转，长指针转约三圈后，短指针将指至小黑点，则表示已至基准荷重，此时停止旋转升降手轮，刻度盘内如不足或超过时，则试片必须另择新位置重新试验操作。

7. 转动刻度盘的可动外壳使刻度盘内标”set”的位置对正于长指针。

8. 推动荷重手摇柄向后，使其能自动平稳的施加试验荷重，此时指针将反时钟方向旋转。

9. 试验荷重的保持时间，通常考虑作业性，将试验荷重负荷了后4～5秒，长指针处于停止状态，就转回荷重手摇柄向前以升起负荷杆重，这时候指针将顺时钟方向旋转，其最后所停止的位置试片之硬度值，读至0.2单位。

试样规格：
数据处理：或通过公式HR=K-h/0.002(h是压痕的残余深度，K是常数)
计算得到。

四：巴柯尔（巴氏）硬度：
原理：巴柯尔（巴氏）硬度是一种压痕硬度，它以特定压头在标准载荷弹簧的压力试样以压入的深浅来表征试样的硬度。

试验仪器：HBa-1型巴柯尔硬度计或GYZJ934-1型巴柯尔硬度计
其结构示意图如图1所示：
应用范围：巴氏硬度计主要用于测试玻璃钢（玻璃纤维增强塑料）、硬塑料等。

相关标准：GB/T3854-2005《增强塑料巴柯尔硬度试验方法》。

ASTM D2583-07《巴氏硬度计测量硬塑料压痕硬度的试验方法》。

巴氏硬度计的改进型可用于较软塑料、很软的金属、皮革、橡胶等
试验方法：
试样规格：。