ISO 48 Caoutchouc, vulcanisé ou thermoplastique - Détermination de la dureté

La norme « ISO 48 Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique – Détermination de la dureté », publiée par l’Organisation internationale de normalisation (ISO), comprend un certain nombre de sous-sections publiées sous le même titre :

• La norme « ISO 48-1 Partie 1 : Introduction et lignes directrices » décrit une procédure permettant de déterminer la dureté des caoutchoucs vulcanisés et thermoplastiques. Cette norme vise à fournir une compréhension de l’importance de la dureté en tant que propriété du matériau et à aider à sélectionner une méthode d’essai appropriée.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

• Indices internationaux de dureté du caoutchouc (IRHD) : désigne l'échelle de dureté choisie de telle sorte que « 0 » représente la dureté d'un matériau avec un module de Young nul et « 100 » représente la dureté d'un matériau avec un module de Young infini. Les conditions suivantes sont remplies dans la majeure partie de la plage de dureté normale :
  • Une classe internationale de dureté du caoutchouc représente toujours approximativement la même différence proportionnelle dans le module de Young.
  • Pour les caoutchoucs hautement élastiques, les échelles IRHD et Shore A sont comparables.
• La dureté standard désigne la dureté obtenue en utilisant les procédures décrites dans la norme ISO 48-2 sur des éprouvettes d'épaisseur standard et non inférieures aux dimensions latérales minimales spécifiées, dans les classes internationales de dureté du caoutchouc.
• La dureté apparente fait référence à la dureté obtenue dans les grades internationaux de dureté du caoutchouc en utilisant les procédures décrites dans la norme ISO 48-2 sur des éprouvettes de dimensions non standard.

Le terme dureté, lorsqu'il est appliqué aux caoutchoucs, fait référence à une mesure de dureté obtenue à partir d'un test d'indentation. Un pénétrateur est pressé dans le caoutchouc sous une certaine force et l'empreinte résultante est mesurée. Contrairement à certaines méthodes utilisées pour d’autres matériaux, l’indentation est mesurée par la charge appliquée. Dans la plupart des tests, le pénétrateur est entouré d'un pied qui repose sur l'éprouvette sous une force spécifiée. Dans les essais de charge morte, l'indentation mesurée est la différence entre l'indentation causée par une petite force initiale et l'indentation causée par une force finale plus importante.

• La norme « ISO 48-2 Partie 2 : Dureté entre 10 DIDC et 100 DIDC » décrit quatre méthodes pour déterminer la dureté des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques sur des surfaces planes (méthodes de dureté standard) et quatre méthodes pour déterminer la dureté apparente des surfaces courbes (méthodes de dureté apparente).

La dureté est exprimée en degrés internationaux de dureté du caoutchouc (IRDC). Les méthodes couvrent la gamme de dureté de 10 IRHD à 100 IRHD. Ces méthodes diffèrent principalement par le diamètre de la bille indentée et l'ampleur de la force d'indentation, qui sont sélectionnés en fonction de l'application particulière. Le domaine d’applicabilité de chaque méthode est indiqué dans la figure donnée dans la norme.

Cette norme spécifie les quatre méthodes suivantes pour déterminer la dureté standard :

• Méthode N (test normal) : Convient aux caoutchoucs d'une dureté comprise entre 35 IRHD et 85 IRHD, mais peut également être utilisé pour une dureté comprise entre 30 IRHD et 95 IRHD.
• Méthode H (test de dureté élevée) : convient aux caoutchoucs dont la dureté est comprise entre 85 IRHD et 100 IRHD.
• Méthode L (test de faible dureté) : convient aux caoutchoucs dont la dureté est comprise entre 10 IRHD et 35 IRHD.
• Méthode M (microtesting) : Il s'agit essentiellement d'une version réduite de la méthode de test standard N, permettant de tester des pièces d'essai plus fines et plus petites. Il convient aux caoutchoucs d'une dureté comprise entre 35 IRHD et 85 IRHD, mais peut également être utilisé pour les caoutchoucs d'une dureté comprise entre 30 IRHD et 95 IRHD.

Cette norme décrit également quatre méthodes permettant de déterminer la dureté apparente des surfaces courbes, à savoir CN, CH, CL et CM. Ces méthodes sont des modifications des méthodes N, H, L et M, respectivement, et sont utilisées lorsque la surface en caoutchouc testée est inclinée. Dans ce cas, il y a deux possibilités :

• L'éprouvette ou le produit testé est suffisamment grand pour reposer sur le duromètre
• L'éprouvette ou le produit est suffisamment petit pour que l'éprouvette et l'instrument reposent sur un support commun.

En principe, le test de dureté consiste à mesurer la différence entre les profondeurs d'indentation auxquelles une bille pénètre dans le caoutchouc sous une faible force de contact et une force totale importante. De cette différence, on obtient la dureté en termes de degrés de dureté du caoutchouc très bas (VLRH), qui est lue directement comme degrés de dureté du caoutchouc très bas, calculée à partir des tableaux et insérée dans le dispositif de mesure d'indentation, en utilisant le tableau donné dans la norme ou des graphiques ou une échelle basée sur ce tableau.

• La norme « ISO 48-4 Partie 4 : Dureté par pénétration par la méthode du duromètre (dureté Shore) » décrit une méthode de détermination de la dureté par pénétration (dureté Shore) du caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique à l'aide de duromètres ayant les échelles suivantes :
  • Une échelle pour les caoutchoucs dans la plage de dureté normale
  • Échelle D pour les caoutchoucs dans la plage de dureté élevée
  • Échelle AO pour les caoutchoucs à faible dureté et les caoutchoucs cellulaires
  • Échelle AM ​​pour éprouvettes en caoutchouc minces dans la plage de dureté normale.

En principe, avec ce test, une empreinte de dimensions spécifiées est pressée dans une pièce d'essai sous une charge spécifiée et la profondeur de l'empreinte est mesurée. Cette indentation est convertie en une valeur de dureté au moyen d'une relation spécifiée.

• La norme « ISO 48-5 Partie 5 : Dureté par pénétration par la méthode de mesure de poche IRHD » décrit une méthode de détermination de la dureté par pénétration du caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique au moyen d'un duromètre de poche étalonné en IRHD. En principe, cette norme spécifie la méthode de détermination de la dureté par pénétration du caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique à l'aide d'un duromètre de poche étalonné en IRHD. L’utilisation de tels compteurs est principalement destinée à des fins de contrôle et non à des fins de spécification. Il est possible d'augmenter la sensibilité en fixant le duromètre de poche sur un support.
• La norme « ISO 48-6 Partie 6 : Dureté apparente des cylindres à revêtement en caoutchouc par la méthode IRHD » décrit une méthode de détermination de la dureté apparente des revêtements de cylindres en caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique, exprimée en degrés internationaux de dureté du caoutchouc (IRHD). Cette méthode est similaire en principe aux méthodes utilisées pour déterminer la dureté du caoutchouc dans la norme ISO 48-2. Il s'agit essentiellement de mesurer la profondeur de pénétration d'un pénétrateur sphérique fonctionnant sous une certaine force. L'appareil utilisé est similaire à celui décrit dans la norme ISO 48-2 et possède une base spécifiquement conçue pour l'application sur les culasses et surfaces courbes similaires. Dans certains cylindres, il peut y avoir des variations importantes dans l'épaisseur du caoutchouc sur la surface du cylindre, ce qui peut affecter la dureté apparente mesurée.
• La norme « ISO 48-7 Partie 7 : Dureté apparente des cylindres à revêtement en caoutchouc par la méthode du duromètre de type Shore » décrit une méthode de détermination de la dureté apparente des revêtements de cylindres en caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique, exprimée en dureté Shore, pour les mesures où seule une précision modérée est requise. La méthode et l'appareil utilisés sont essentiellement ceux décrits dans la norme ISO 48-4, auquel cas les mesures sont effectuées sur la surface inclinée d'un cylindre revêtu de caoutchouc conditionné plutôt que sur une éprouvette plate. Les instruments Shore de type A et de type D sont spécifiés, ces derniers étant utilisés pour les mesures sur des cylindres de haute dureté. Dans certains cylindres, il peut y avoir une variation significative de l'épaisseur du caoutchouc à la surface du cylindre, ce qui peut affecter la dureté apparente mesurée.
• La norme « ISO 48-8 Partie 8 : Dureté apparente des cylindres à revêtement en caoutchouc par la méthode de Pusey et Jones » décrit une méthode de détermination de la dureté apparente des revêtements de cylindres en caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique, exprimée par la valeur d'indentation de Pusey et Jones. Le plastomètre Pusey et Jones est utilisé pour mesurer la profondeur de l'empreinte faite par un pénétrateur dans la surface du caoutchouc sous une force donnée. La valeur d'indentation n'est pas la même que la valeur mesurée par la méthode d'essai de dureté du caoutchouc internationale ISO 48-2, car dans cette méthode, le caoutchouc immédiatement adjacent à l'indentation est pré-comprimé. La valeur d'indentation de Pusey et Jones est la mesure inverse de la dureté, c'est-à-dire que plus le caoutchouc est dur, plus la valeur d'indentation de Pusey et Jones est faible.
• La norme « ISO 48-9 Partie 9 : Étalonnage et vérification des instruments d'essai de dureté » décrit les procédures d'étalonnage et de vérification des duromètres de type A, D, AO et AM, des duromètres de poche IRHD, des instruments de charge morte IRHD et des instruments de charge morte utilisant l'échelle de dureté du caoutchouc à très faible dureté.
• La norme « ISO 48-10 Détermination de la dureté » est encore en cours d’élaboration. Cette norme remplacera la norme « ISO 3387 Caoutchouc - Détermination des effets de cristallisation par mesures de dureté ».

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