La norme « DIN 53519-1 Essais des élastomères - Détermination de la dureté par pénétration du caoutchouc souple (IRHD) - Essai de dureté sur des éprouvettes standard », élaborée par l'Institut allemand de normalisation (DIN), spécifie les matériaux et leur dureté et fournit des informations sur l'application des joints toriques couverts par la norme « ISO 3601-1 Joints toriques pour utilisation dans les systèmes fluidiques - Dimensions ».
L'échelle Shore A est la plus couramment utilisée pour mesurer la dureté des caoutchoucs et peut être déterminée à l'aide d'une jauge de duromètre. Le duromètre est constitué d'un pénétrateur métallique en forme de cône tronqué fixé à un petit ressort. L'indentation s'étend dans le matériau sur 2,5 mm. Le matériau résiste à l'indentation en déviant le ressort. Chaque 0,0254 mm de déviation du ressort correspond à 1 degré de Shore A. Les matériaux plus durs résistent à l'indentation, ce qui entraîne une déviation plus importante du ressort, ce qui donne une lecture plus élevée. Shore 70 A est la dureté standard pour le caoutchouc.
L’avantage de l’échelle de dureté Shore est qu’elle peut mesurer n’importe quel matériau. Cette échelle est adaptée pour répondre aux besoins ou exigences de toute mesure de matériau. L'échelle Shore A est généralement utilisée pour mesurer les caoutchoucs plus souples et l'échelle Shore D est utilisée pour les caoutchoucs plus durs. L'échelle Shore D a été développée pour mesurer la dureté des caoutchoucs durs qui ont une valeur supérieure à 90 degrés sur l'échelle Shore A.
De même, le Shore 0 a été introduit pour mesurer la dureté des caoutchoucs souples qui enregistrent moins de 10 degrés sur l'échelle Shore A. Shore 00 a été introduit pour les caoutchoucs ou gels très souples qui enregistrent moins de 0 degrés sur l'échelle Shore 10. Shore B et Shore C sont des grades intermédiaires conçus pour être utilisés avec des caoutchoucs de dureté moyenne.
Les essais de dureté Shore laissent généralement une empreinte permanente dans l'échantillon d'essai. Une autre considération est que pour obtenir une lecture précise, le matériau doit avoir une épaisseur d’au moins 6 mm et être placé sur une surface dure. Si le matériau est très fin, le duromètre mesure la dureté de la surface sur laquelle le matériau est placé. En raison des limitations mécaniques des instruments de test, les mesures de dureté sur les élastomères sont normalement exprimées par incréments de 5 degrés.
Comme la dureté Shore, le test d'évaluation internationale de la dureté du caoutchouc (IRHD) donne des mesures de 0 à 100. La différence est que la valeur sur l'échelle IRHD n'est pas linéaire et est liée au module de Young (module d'élasticité en traction ou en compression) du matériau. L'échelle IRHD est choisie de telle sorte qu'un matériau avec un module de Young de zéro soit représenté par une dureté IHRD de 0, et un matériau avec un module de Young infini correspond à une dureté de 100.
Il existe quatre méthodes pour réaliser le test, en fonction de la plage de dureté du caoutchouc :
L'indice international de dureté du caoutchouc (IRHD) est mesuré en immergeant une bille sphérique dans un échantillon de matériau sous deux charges différentes. La différence de profondeur d'indentation sous les deux charges est mesurée.
L'IRHD est une méthode non destructive de test de dureté et ne laisse aucune empreinte dans le caoutchouc. Les micro-essais IRHD peuvent être réalisés sur des matériaux d'une épaisseur de 1 à 5 mm. Le microtesting est une méthode idéale pour tester des produits minces tels que les joints toriques. Ceci est utile car cela donnera une valeur de dureté pour le produit spécifique et pas seulement pour le matériau utilisé. Il a été constaté que la forme du matériau n’affecte pas beaucoup la dureté globale du produit.
Les échelles IRHD et Shore donnent toutes deux des mesures de dureté sur une échelle de 0 à 100 degrés. La différence entre ces deux méthodes est que les échelles Shore sont linéaires et basées sur la déflexion du caoutchouc, tandis que l'IRHD est une échelle non linéaire liée au module d'élasticité du matériau. Pour les caoutchoucs hautement élastiques, Shore A et IRHD donnent des valeurs comparables.
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