第３５卷第１期 ２００９年１月 中国测试 ＣＨＩＮＡ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＆ ＩＥＳＴ Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２Ｏｏ９ 国内外邵氏硬度计的分类和校准方法探讨 谭伟新 （广州市计量检测技术研究院，广东广州５１００３０） 摘要：邵氏硬度是目前国际上应用比较广泛的一种硬度测量方法。介绍了国内外各个主要标准对邵氏硬度计的 分类，以及各标准之间对邵氏硬度计技术参数的不同要求，包括硬度计的试验力以及压针、压足几何尺寸。并参照 国内的标准，提出了较为方便有效的校准方法，为计量部门开展不同类型邵氏硬度计校准工作提供技术依据，也为 企业、科研单位在使用邵氏硬度计时提供参考。 关键词：邵氏硬度；技术参数；分类；校准方法；橡胶；型号 中图分类号：ＴＨ８７１．５；ＴＭ９３０．１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—５１２４（２００９）０１—０ｏ４０—０３ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒｓ ＴＡＮ Ｗｅｉ－ｘｉｎ （Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｉＳ ｏｎｅ ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｍｅ山ｏｄ ｆｏｒ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｉｃａｔｆｉｏｎ ｏｆ ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒｓ ｉｎ ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅ－ｅｎｔｒ ｏｆ ｅａｃｈ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｆｏｒｃｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｎｅｅｄｌｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｓ ｆｏｏｔ ｓｉｚｅ ０ｆ ｔｌｌｅ ｔｅｓｔｅｒ＇，ｖａｓ ａｌｓｏ ｄｉｅｕｓｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｓｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｓｔａｎｄａｒｄｓ．ａ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｏｆｆｅｒ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｂａｓｅｓ ｆｏｒ ｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇ ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ ｉｎ ｍｅｔｍｌｏｇｙ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ，ａｎｄ ｏｆｆｅｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｃｉｅｎｔｉｉｃ ｒｆｅｓｅａｒｃｈ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｕｓｅ ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ；Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ；Ｃｌａｓｓｉｉｃａｔｆｉｏｎ；Ｃａｌｉｂｒａｆｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；Ｒｕｂｂｅｒ；Ｍｏｄｅｌ ｌ 引言 邵氏硬度是目前国际上应用比较广泛的一种 同，有按照国内标准生产的，也有国外进口的非国 家标准产品，导致部分外资企业在使用邵氏硬度计 时，会出现使用测量数据失准和不一致，或在对外 硬度测量方法，国内邵氏硬度计主要有Ａ、Ｄ两种 型号。邵氏Ａ型为测量软质橡胶硬度，Ｄ型是测量 硬质橡胶硬度。其他型邵氏硬度计在橡胶、塑料等 材料的硬度测量，特别在鞋厂、玩具厂和化工厂等 企业中使用较多。 贸易时对产品质量无法评定等情况。对于计量技术 机构，也会出现对没有检定规程的其他型号邵氏硬 度计无法开展校准和进行数据评定的情况，给企业 生产、贸易带来不便。 ２试验原理 邵氏硬度计是用一定的试验力把硬度计的压 针，以弹簧的压力压人试样表面的深浅来表示其硬 ３邵氏硬度计的分类和技术要求 ３．１ 国际标准对邵氏硬度计的分类和技术要求 国际上对邵氏硬度计技术参数作出详细规定 的主要标准是ＩＳＯ １８８９８—２００６和ＩＳＯ ７６１９—１： ２００４，国外的邵氏硬度计生产厂家生产Ａ、Ｄ型硬度 计一般也以此为标准。ＩＳＯ ７６１９—１：２００４的主要变 度。橡胶越硬，反抗压针压人的力量越大，使压针压 入试样表面深度越浅，而弹簧受压越大，压针上移 越多，故指示的硬度值越大，反之则相反。 由于国内外关于邵氏硬度计的各类标准的颁 布时间不同，及部分国家标准与国际ＩＳＯ标准不 同，造成市面上的邵氏硬度计的技术参数各有不 收稿日期：２００８—０７—２９：收到修改稿日期：２００８—１０—１６ 化有：增加了ＡＯ型和ＡＭ型硬度计。其Ａ型硬度 计的压针、压足几何尺寸与ＪＪＧ ３０４—２００３的要求有 部分差异。ＩＳＯ １８８９８—２００６和ＩＳＯ ７６１９—１：２００４对 四种硬度计的试验力要求如表１所示。 作者简介：谭伟新（１９７３一），男，广东广州市人，工程师，主要 从事力学汁量检定和校准工作。 四种型号的邵氏硬度计的试验力计算公式： Ａ型Ｆ＝５５０＋７５ＨＡ （１） 第３５卷第１期 谭伟新：国内外邵氏硬度计的分类和校准方法探讨 ４ｌ Ｄ型Ｆ＝４４５ＨＤ （２） （３） （４） ＡＯ型Ｆ＝５５０＋７５Ｈ＾ｏ １８８９８—２００６一致，ＧＢ／Ｔ ５３１．１—２００８在技术要求上 也与国际标准相一致。 ＪＢ／Ｔ ６１４８—１９９２是参照ＩＳＯ ７６１９：１９８６和ＩＳＯ ８６８：１９８５制定的，属于邵氏硬度计的生产制造标准。 同样，ＩＳＯ ７６１９更新到２００４年版，ＩＳＯ ８６８更新到 ＡＭ型 Ｆ＝３２４＋４．４ＨＡＭ 表ｌ 邵氏硬度计示值与弹簧试验力等的关系 ２００３年版，ＪＢ／Ｔ６１４８—１９９２与国际标准尚存在差异。 ＪＪＧ ３０４—２００３属于Ａ型邵氏硬度计的检定规 范，但也存在以下问题：它是在ＩＳＯ １８８９８—２００６和 ＩＳＯ ７６１９—１：２００４之前制定公布的，与现行国际标 四种型号的邵氏硬度计的压足和压针等尺寸 如图１、图２、图３和图４所示。 国际上另一个关于邵氏硬度计技术参数作出 规定的主要标准是ＩＳＯ ８６８：２００３，标准规定了Ａ型、 Ｄ型邵氏硬度计的技术参数。 ３．２ 国内对邵氏硬度计的分类和技术要求 其中，国标ＧＢ／Ｔ ５３１．１—２００８也是属于邵氏硬 度计的使用标准。由于ＩＳＯ ７６１９—１：２００４和ＩＳＯ 图１ ＡＭ型邵氏硬度计 （ＩＳＯ１８８９８和ＩＳＯ７６１９） 图３ Ａ型邵氏硬度计 图４ Ｄ型邵氏硬度计 （ＩＳ０１８８９８和ＩＳＯ７６１９）（ＩＳＯ１８８９８和ＩＳＯ７６１９） 准的技术要求存在差异。国内外各标准中Ａ型邵氏 硬度计的技术参数如表２所示。 表２国内外标准中Ａ型邵氏硬度计的技术参数比较表 国内外各标准中Ｄ型邵氏硬度计的技术参数 如表３所示。 表３国内外标准中Ｄ型邵氏硬度计的技术参数比较表 项目 蛤 ８９和ＩＳＯ ８６８ ＧＢ／Ｔ ５３１．１ ＪＪＧ １０３９ ＡＳＴＭＤ ２２４ｏ ＩＳＯ １８８９８和ＩＳＯ ７６１９—１中ＡＯ型、ＡＭ型邵氏 硬度计的技术参数如表４所示。 表４ ＩＳＯ １８８９８和ＩＳＯ７６１９—１中ＡＯ、ＡＭ型邵氏硬度计的技术参数 ３．３ 国外其他国家对邵氏硬度计的分类和要求情况 美国材料和试验协会标准ＡＳＴＭ Ｄ ２２４０－２００５ ４２ 中国测试 ２００９年１月 在国外也应用得较多，其规定的部分型号硬度计， 在国内的外资企业中也有使用。 ＡＳＴＭ Ｄ ２２４０—２００５内规定的邵氏硬度计型号 表５美国各型邵氏硬度计的示值与弹簧试验力的要求 有：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＤＯ、Ｅ、Ｍ、０、Ｏ０、０００和ＯＯＯ—Ｓ型。 其邵氏硬度计的试验力要求如表５所示。 其邵氏硬度计的压针、压足几何尺寸如表６所 示。 市场上常见销售的硬度计型号与标准中的规 指示值Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｏ型Ｃ、Ｄ、ＤＯ型 Ｍ型 ＯＯ、ＯＯＯ型０００一Ｓ型 定型号的对照关系如表７所示。 ４校准方法的探讨 邵氏硬度计的校准项目主要有压针几何形状 和试验力等。 对于“压针几何形状”项目，计量检定规程采用 工具显微镜进行测量，但一般的光学显微镜测量精 度低，只能对直线距离进行测量，给校准人员的工 作带来许多不便。 我院采用新型的二维影像测量仪，准确度优于 （３＋Ｌ／７５）ｔｘｍ，放大倍数可达１２０倍，通过计算机系 统控制，将影像显示到计算机显示器上，可以方便 表６美国各型邵氏硬度计的压针 压足几何尺寸要求 表７市场上销售的硬度计型号与标准中规定型号的比较表 测量类型 Ａ Ｄ Ｂ 很大的方便。 硬度计型号 ＧＳ一７ｌ９、ＧＳ一７０９ ＧＳ－７２０、ＧＳ一７０２ ＧＳ－７５０ ＧＳ－７５１ ５ 结束语 通过对国内外各个主要标准对邵氏硬度计的 分类介绍，为计量部门开展不同类型邵氏硬度计校 Ｃ Ｅ ＧＳ－７２ｌ ＧＳ一７５２ ＧＳ－７５３ ＧＳ一７５４ 准工作提供技术依据，也为企业、科研单位在使用 邵氏硬度计时提供参考。 参考文献 【１］ＪＪＧ ３０４—２００３，Ａ型邵氏硬度计［Ｓ】．北京：中国计量出 版社，２００３． ＤＯ Ｏ Ｏ０ 的进行直线、圆、弧、椭圆、矩形、角度等几何尺寸的 测量，大大的提高了测量效率，减轻了校准人员的 劳动强度。 【２］ＬＩＧ １０３９—２００８，Ｄ型邵氏硬度计【ｓ】．北京：中国计量出 版社，２００８． 对于“试验力”项目，国内计量部门多数采用砝 码加载的方式测量，这种方法虽然直观，但要求配 【３】ＧＢ／Ｔ ５３１．１—２００８，硫化橡胶或热塑性橡胶压人硬度试 验方法第１部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）［ｓ】．北京： 置较多数值的标准砝码，而且不能随意测量其他类 型的橡胶硬度计。 我院采用数显标准测力仪进行测量，配置了２ Ｎ、１０ Ｎ、５０ Ｎ的传感器各一个，装置的测量范围从 ０．１ Ｎ～５０Ｎ。并设计了一个专用的机械加载平台，可 以方便地进行加载操作，测量点可以随意调整，能 中国标准出版社，２００８． 【４】ＪＢ／Ｔ ６１４８—１９９２，邵氏硬度计技术条件【Ｓ】．机械部行 业标准，１９９２． ［５］ＩＳＯ ７６１９－１：２００４：Ｒｕｂｂｅｒ ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ Ｏｒ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ— ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｈａｒｄｎｅｓｓ－ｐａｒｔ １：ｄｕｒｏｍｅ￣ｒ ｍｅｔｈｏｄ（ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ）［Ｓ］． 【６】ＩＳＯ １８８９８－２００６：Ｒｕｂｂｅｒ－ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｅｒｉｔｉｅｓｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒｓ［Ｓ］． 够测量各种类型橡胶硬度计的试验力，为校准带来
