ISO 48 Guma, vulkanizovaná alebo termoplastická - Stanovenie tvrdosti

Norma „ISO 48 Kaučuk, vulkanizovaný alebo termoplastický – Stanovenie tvrdosti“, ktorú vydala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), pozostáva z niekoľkých podsekcií publikovaných pod rovnakým názvom:

• Norma „ISO 48-1 Časť 1: Úvod a usmernenia“ opisuje postup na stanovenie tvrdosti vulkanizovaných a termoplastických kaučukov. Táto norma má poskytnúť pochopenie dôležitosti tvrdosti ako vlastnosti materiálu a pomôcť pri výbere vhodnej skúšobnej metódy.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Medzinárodné hodnotenie tvrdosti gumy (IRHD): Vzťahuje sa na stupnicu tvrdosti zvolenú tak, že „0“ predstavuje tvrdosť materiálu s nulovým Youngovým modulom a „100“ predstavuje tvrdosť materiálu s nekonečným Youngovým modulom. Nasledujúce podmienky sú splnené vo väčšine bežného rozsahu tvrdosti:
  • Medzinárodný stupeň tvrdosti gumy vždy predstavuje približne rovnaký proporcionálny rozdiel v Youngovom module.
  • Pre vysoko elastické gumy sú stupnice IRHD a Shore A porovnateľné.
• Štandardná tvrdosť sa vzťahuje na tvrdosť získanú pomocou postupov opísaných v norme ISO 48-2 na skúšobných vzorkách štandardnej hrúbky a nie menších ako sú stanovené minimálne bočné rozmery, v medzinárodných stupňoch tvrdosti gumy.
• Zdanlivá tvrdosť sa vzťahuje na tvrdosť získanú v medzinárodných stupňoch tvrdosti gumy pomocou postupov opísaných v norme ISO 48-2 na testovaných vzorkách neštandardných rozmerov.

Termín tvrdosť, keď sa používa pri kaučukoch, sa vzťahuje na mieru tvrdosti získanú z indentačnej skúšky. Vtlačovacie teliesko sa vtlačí do gumy určitou silou a zmeria sa výsledné vtlačenie. Na rozdiel od niektorých metód pre iné materiály sa vtlačenie meria aplikovaným zaťažením. Vo väčšine testov je vtlačovacie teliesko obklopené nohou, ktorá spočíva na skúšanom telese pod špecifikovanou silou. Pri skúškach mŕtveho zaťaženia je nameraný vtlačok rozdiel medzi vtlačkom spôsobeným malou počiatočnou silou a vtlačkom spôsobeným väčšou konečnou silou.

• Norma „ISO 48-2 Časť 2: Tvrdosť medzi 10 IRHD a 100 IRHD“ opisuje štyri metódy na stanovenie tvrdosti vulkanizovaných alebo termoplastických gúm na plochých povrchoch (štandardné metódy tvrdosti) a štyri metódy na stanovenie zdanlivej tvrdosti zakrivených povrchov (metódy zdanlivej tvrdosti).

Tvrdosť sa vyjadruje v medzinárodných stupňoch tvrdosti gumy (IRHD). Metódy pokrývajú rozsah tvrdosti od 10 IRHD do 100 IRHD. Tieto metódy sa líšia predovšetkým priemerom vtlačenej guľôčky a veľkosťou vtlačovacej sily, ktoré sa volia tak, aby vyhovovali konkrétnej aplikácii. Rozsah použiteľnosti každej metódy je znázornený na obrázku uvedenom v norme.

Táto norma špecifikuje nasledujúce štyri metódy na stanovenie štandardnej tvrdosti:

• Metóda N (normálna skúška): Vhodná pre gumy s tvrdosťou v rozsahu od 35 IRHD do 85 IRHD, ale možno ju použiť aj pre tvrdosť v rozsahu od 30 IRHD do 95 IRHD.
• Metóda H (test vysokej tvrdosti): Vhodné pre gumy s tvrdosťou v rozsahu 85 IRHD až 100 IRHD.
• Metóda L (test nízkej tvrdosti): Vhodné pre gumy s tvrdosťou v rozmedzí 10 IRHD až 35 IRHD.
• Metóda M (mikrotestovanie): V podstate ide o zmenšenú verziu bežnej testovacej metódy N, ktorá umožňuje testovanie tenších a menších testovaných vzoriek. Je vhodný pre gumy s tvrdosťou v rozsahu od 35 IRHD do 85 IRHD, ale možno ho použiť aj pre gumy s tvrdosťou v rozsahu od 30 IRHD do 95 IRHD.

Táto norma tiež opisuje štyri metódy na určenie zdanlivej tvrdosti zakrivených povrchov, a to CN, CH, CL a CM. Tieto metódy sú modifikáciami metód N, H, L a M a používajú sa, keď je testovaný gumový povrch naklonený. V tomto prípade existujú dve možnosti:

• Skúšaný kus alebo testovaný výrobok je dostatočne veľký na to, aby sa dal umiestniť na tvrdomer
• Skúšobný kus alebo výrobok je dostatočne malý na to, aby skúšobný kus aj prístroj spočívali na spoločnom nosiči.

V zásade spočíva testovanie tvrdosti v meraní rozdielu medzi hĺbkou vtlačenia, pri ktorej guľôčka preniká do gumy pri malej kontaktnej sile, a veľkou celkovou silou. Z tohto rozdielu sa získa tvrdosť vyjadrená ako stupne tvrdosti veľmi nízkej gumy (VLRH), ktorá sa priamo odčíta ako stupne tvrdosti veľmi nízkej gumy, vypočíta sa z tabuliek a vloží sa do zariadenia na meranie vtlačenia pomocou tabuľky uvedenej v norme alebo grafov alebo stupnice založenej na tejto tabuľke.

• Norma „ISO 48-4 Časť 4: Tvrdosť vtlačením metódou durometra (tvrdosť Shore)“ opisuje metódu na stanovenie tvrdosti vtlačením (tvrdosť Shore) vulkanizovaného alebo termoplastického kaučuku pomocou tvrdomerov s nasledujúcimi stupnicami:
  • Stupnica pre gumy v normálnom rozsahu tvrdosti
  • D stupnica pre gumy vo vysokom rozsahu tvrdosti
  • AO stupnica pre gumy s nízkou tvrdosťou a bunkové gumy
  • Stupnica AM pre testovacie kusy z tenkej gumy v normálnom rozsahu tvrdosti.

V princípe sa pri tejto skúške do skúšobného telesa pod špecifikovaným zaťažením vtlačí vtlačok so stanovenými rozmermi a zmeria sa hĺbka vtlačku. Toto vtlačenie sa pomocou určeného vzťahu prevedie na hodnotu tvrdosti.

• Norma „ISO 48-5 Časť 5: Tvrdosť vtlačením metódou merania v vrecku IRHD“ opisuje metódu na stanovenie tvrdosti vtlačením vulkanizovaného alebo termoplastického kaučuku pomocou vreckového tvrdomeru kalibrovaného metódou IRHD. Táto norma v zásade špecifikuje metódu na stanovenie tvrdosti vtlačením vulkanizovanej alebo termoplastickej gumy pomocou vreckového tvrdomeru kalibrovaného v IRHD. Použitie takýchto meračov slúži predovšetkým na kontrolné účely a nie na účely špecifikácie. Citlivosť je možné zvýšiť upevnením vreckového tvrdomeru na podložku.
• Norma „ISO 48-6 Časť 6: Zdanlivá tvrdosť valcov s gumovou výstelkou metódou IRHD“ opisuje metódu na stanovenie zdanlivej tvrdosti vulkanizovaných alebo termoplastických gumových krytov valcov, vyjadrenú v medzinárodných stupňoch tvrdosti gumy (IRHD). Táto metóda je v princípe podobná metódam používaným na stanovenie tvrdosti gumy v norme ISO 48-2. V podstate spočíva v meraní hĺbky prieniku guľového vtlačovacieho telieska pôsobiaceho pod určitou silou. Použité zariadenie je podobné zariadeniu opísanému v norme ISO 48-2 a má základňu špeciálne navrhnutú na použitie na hlavách valcov a podobných zakrivených povrchoch. V niektorých valcoch sa môžu vyskytnúť značné rozdiely v hrúbke gumy na povrchu valca, čo môže ovplyvniť nameranú zdanlivú tvrdosť.
• Norma „ISO 48-7 Časť 7: Zdanlivá tvrdosť valcov s gumovou výstelkou metódou tvrdomera Shoreovho typu“ opisuje metódu na stanovenie zdanlivej tvrdosti vulkanizovaných alebo termoplastických gumových krytov valcov, vyjadrenej ako tvrdosť Shoreovho typu, pre merania, kde sa vyžaduje len stredná presnosť. Použitá metóda a zariadenie sú v podstate tie, ktoré sú opísané v norme ISO 48-4, pričom v tomto prípade sa merania vykonávajú na naklonenom povrchu upraveného valca s pogumovaným povrchom, a nie na plochom skúšobnom kuse. Sú špecifikované prístroje Shore typu A a typu D, pričom druhý uvedený sa používa na merania na valcoch s vysokou tvrdosťou. V niektorých valcoch môže dôjsť k výrazným rozdielom v hrúbke gumy na povrchu valca, čo môže ovplyvniť nameranú zdanlivú tvrdosť.
• Norma „ISO 48-8 Časť 8: Zdanlivá tvrdosť valcov s gumovou výstelkou metódou Puseyho a Jonesa“ opisuje metódu na stanovenie zdanlivej tvrdosti vulkanizovaných alebo termoplastických gumových krytov valcov, vyjadrenú ako hodnota vtlačenia metódou Puseyho a Jonesa. Plastometer Puseyho a Jonesa sa používa na meranie hĺbky vtlačenia vytvoreného vtlačovacím telieskom do povrchu gumy pod danou silou. Hodnota vtlačenia nie je rovnaká ako hodnota nameraná medzinárodnou metódou testovania tvrdosti gumy podľa normy ISO 48-2, pretože pri tejto metóde je guma bezprostredne susediaca s vtlačením vopred stlačená. Hodnota vtlačenia podľa Puseyho a Jonesa je inverznou mierou tvrdosti, t. j. čím je guma tvrdšia, tým nižšia je hodnota vtlačenia podľa Puseyho a Jonesa.
• Norma „ISO 48-9 Časť 9: Kalibrácia a overovanie prístrojov na meranie tvrdosti“ opisuje postupy kalibrácie a overovania tvrdomerov typu A, D, AO a AM, vreckových tvrdomerov IRHD, prístrojov na meranie mŕtveho zaťaženia IRHD a prístrojov na meranie mŕtveho zaťaženia s použitím stupnice tvrdosti gumy s veľmi nízkou hodnotou.
• Norma „ISO 48-10 Stanovenie tvrdosti“ je stále vo vývoji. Táto norma nahradí normu „ISO 3387 Kaučuk – Stanovenie kryštalizačných účinkov meraním tvrdosti“.

Naša organizácia, ktorá sa už roky snaží podporovať podniky zo všetkých sektorov širokou škálou testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, má silný personál, ktorý pozorne sleduje svetový vývoj v oblasti vedy a techniky a neustále sa zlepšuje. V tejto súvislosti sa podnikom poskytujú aj testovacie služby v súlade s normou „ISO 48 Kaučuk, vulkanizovaný alebo termoplastický - Stanovenie tvrdosti“.