Definição do ensaio de dureza conforme Shore
A dureza de polímeros elásticos de borracha e de elastômeros conforme Shore é determinada com auxílio do método de ensaio normalizado conforme ISO 48-4 ou ASTM D2240.
No ensaio de dureza Shore a medição da profundidade de indentação é feita por meio de um indentador feito em aço endurecido e sujeito à carga de mola, o qual causa uma indentação no material/na amostra. A profundidade de indentação é uma medida para a dureza Shore, a qual é medida em uma escala de 0 Shore (2,5 milímetros em profundidade de indentação) até 100 Shore (0 milímetros em profundidade de indentação). Uma gama de diferentes escalas Shore foi estabelecida, utilizando-se diferentes formas de indentadores e características de mola. As escalas mais conhecidas são Shore A e D. Escalas adicionais, tais como Shore B, C, 0, 00, 000, e D0 são conhecidas para aplicações específicas.
Escalas Shore e exemplos de aplicação:
- Shore A Borracha macia, elastômeros e borracha natural
- Shore D: Elastômeros duros, plásticos e termoplásticos rígidos
- Shore 0 Elastômeros macios e tecidos
- Shore 00 Espumas, espuma de borracha e borracha alveolar
- Shore B: Elastômeros mais duros do que Shore A
- Shore C: Elastômeros de dureza média
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
Classificação do ensaio de dureza Shore conforme ISO 48-4, ASTM D2240
O ensaio de dureza conforme Shore é um método de ensaio estático e apresenta as seguintes características:
- Ele é um dos métodos normalizados (ISO 48-4, ASTM D2240).
- Com este método é determinada a dureza no âmbito macro com um força de ensaio de 3,924 – 50N.
- Trata-se de um método de medição de profundidade. Ou seja, para a determinação do valor de dureza de uma amostra é feita a medição da profundidade de indentação efetiva e não a indentação permanecente causada pelo indentador.
- Forma e material do indentador: pino de aço endurecido, dependendo do método com diferentes modelos do pino e da esfera de aço.
| Norma | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
| Espessura da amostra | 6 mm | 6 mm |
| Estratificação | sim (3 camadas) | Sim |
| Medições | 5 | 5 |
| Distância entre medições | 6 mm | 6 mm |
| Tempo de espera | 3 s Vulcanizados 15 s TPE | inferior a 1 s |
| Carga | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Indicação de dureza | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Execução do ensaio de dureza Shore
No método de ensaio Shore conforme ISO 48-4 devem ser considerados os seguintes parâmetros na preparação:
- Para a determinação da dureza do material devem ser feitas conforme a norma cinco medições para cálculo do valor médio a partir delas.
- O tempo de medição é de 15 segundos, em caso de outro tempo de medição este fato deve ser indicado no valor de dureza.
- O material a ser testado deve ser acondicionado no mínimo durante 1h à temperatura ambiente de +23°C ± 2°C.
No ensaio, o indentador é pressionado no primeiro passo com a força de mola de 1,11 – 44,5N para dentro da amostra. Na sequência, o indentador é pressionado com a força de contato de 3,92 – 50N durante 15 segundos sobre a amostra. A profundidade de indentação na amostra se situa entre 0 – 2,5 mm. A medição da profundidade de indentação é feita com o auxílio do durômetro e o valor de dureza será derivado dessa medição. O indentador deve atuar com a plena força de contato durante 15 segundos sobre a amostra. Em caso de tempo de atuação maior ou menor, este fato deve ser indicado no valor de dureza. Quanto maior o tempo de atuação, tanto menor será o valor de dureza conforme Shore.
A distância mínima da indentações de ensaio conforme a norma deve ser observada. A distância média das indentações entre elas deve ser de ≥ 5mm e da borda da amostra de ≥ 12mm.
Métodos do ensaio de dureza Shore
Os respectivos métodos se diferenciam pelo/pela:
- forma do indentador (ver o gráfico a seguir);
- força de mola F;
- força de contato FA.
Os diferentes métodos de ensaio resultantes utilizam sete indentadores diferentes e quatro forças de contato diferentes. As diferenças específicas dos respectivos métodos podem ser consultadas na tabela a seguir.
Método | Força de mola F [N] | Força de contato FA [N] | Indentador | Curso de medição t [mm] | Espessura da amostra[ mm] | Faixa de medição |
Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Tronco de cone, ângulo do cone 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
Shore A0 e/ou Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Esfera, Ø 2,5mm | 2,5 | ≥ 6 | < 20 Shore A |
Shore AM e/ou Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Cone com ângulo de 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
Shore B: | 8,065 N | 9,81 N | Cone com ângulo de 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Tronco de cone, ângulo do cone 35°, diâmetro do tronco de cone 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore D: | 44,5 N | 49,0 N | Cone com ângulo de 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 >90 Shore A |
Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Esfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Esfera, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Como é feita a leitura e a representação do valor de dureza Shore?
O valor de dureza do ensaio de dureza Shore é composto por três componentes principais:
- 1. um valor de dureza numérico;
- 2. a palavra “Shore“, que significa dureza conforme Shore;
- 3. a designação do método Shore, que define o indentador e os parâmetros correlacionados.
Quando o tempo de atuação diverge da norma, a indicação do tempo é acrescentada como quarto componente.
Exemplo de representação e leitura de um valor de dureza:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ...valor de dureza |
| Shore | ...conforme Shore |
| A | ...método Shore - tronco de cone com ângulo de cone de 35°, força de mola de 8,065N e força de contato de 12,5N |
| 10 | …tempo de atuação da força de contato fora do tempo recomendado, nesse caso 10 segundos |
