С твёрдости обычно начинается подбор резиновой смеси: от неё зависит, насколько жёсткой будет деталь и как уплотнение держит нагрузку. В России её измеряют по шкале Шор А, реже — по IRHD. У наших марок твёрдость идёт от мягких 30 ед. до жёстких 92, причём внутри одного ТУ она может отличаться вдвое — поэтому смесь подбирают по марке, а не по номеру ТУ.
1. Что такое твёрдость и шкала Шор А
Твёрдость резины — это сопротивление вдавливанию стандартного индентора под заданной нагрузкой. Прибор измеряет, насколько глубоко затупленная игла входит в образец: чем меньше погружение, тем выше твёрдость.
Шкала Шор А — безразмерная, от 0 до 100 условных единиц. Для сравнения: канцелярский ластик — около 40 ед., протектор автомобильной шины — 60–70 ед., обрезиненный ролик — 80 ед., жёсткий каблук — около 90 ед. Резиновые смеси общего и специального назначения почти полностью укладываются в диапазон 30–92 ед. Шор А.
Твёрдость не следует путать с прочностью: это разные свойства. Более твёрдая смесь не обязательно прочнее — она лишь сильнее сопротивляется деформации при той же нагрузке. Подробный обзор всех характеристик паспорта качества — в статье «Физические свойства резины».
2. Как измеряют: ГОСТ 263-75 и твердомер
Измерение выполняют твердомером (дюрометром) типа А: подпружиненный индентор вдавливают в образец и через заданное время снимают показание со шкалы. Метод регламентирует ГОСТ 263-75 «Резина. Метод определения твёрдости по Шору А» (международные аналоги — ISO 48, ISO 7619-1, ASTM D2240).
Чтобы результат был корректным, к измерению предъявляют требования:
- толщина образца — не менее 6 мм (допускается складывать пластины в стопку);
- измерение в нескольких точках с усреднением результата;
- отсчёт показания через фиксированное время (обычно 3 или 15 секунд);
- температура испытания — стандартные условия по ГОСТ.
Поэтому в характеристиках стоит диапазон (например, 43–58 ед.), а не одно число: он отражает допуск рецептуры и разброс между партиями. Точное значение конкретной партии приводится в паспорте качества.
3. Шор А, Шор D и IRHD: какая шкала когда
Для эластомеров используют три близкие, но не взаимозаменяемые шкалы:
- Шор А — мягкие и средние резины, рабочий диапазон до ~90 ед. (ГОСТ 263-75). Основная шкала для резиновых смесей.
- Шор D — жёсткие эластомеры и пластики выше 90 ед. Шор А. Индентор заострённый, пружина жёстче — для очень твёрдых материалов Шор А «упирается в потолок» и теряет точность.
- IRHD (International Rubber Hardness Degrees) — ГОСТ 20403-75. Численно близка к Шор А, но корректнее измеряет тонкие образцы, готовые изделия и криволинейные поверхности (например, кольца малого сечения).
Входной контроль листовой и формовой резины ведут по Шору А; тонкостенные и фасонные изделия точнее мерить по IRHD. В паспортах Строймаш твёрдость даётся по Шору А, для части марок — дополнительно по IRHD.
4. Таблица твёрдости марок Строймаш
Твёрдость марок из каталога, по возрастанию. Значения внутри одного ТУ расходятся слишком сильно, поэтому в заказе указывают конкретную марку, а не только номер документа:
| Марка | Твёрдость, Шор А | ТУ | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| 3311 | 30–45 | ТУ 38 0051166-2015 | Мягкие амортизаторы и уплотнители |
| 1847 | 35–50 | ТУ 38 0051166-2015 | Формовые РТИ, высокое удлинение |
| ИРП-1346 | 40–50 | ТУ 38 0051166-2015 | Резинометаллические амортизаторы |
| 3687 | 42–55 | ТУ 38 0051166-2015 | Формовые уплотнения до +100 °C |
| 3824 | 43–58 | ТУ 38 0051166-2015 | Маслобензостойкие, статическая деформация |
| 7-57-2003 | 45–55 | ТУ 2539-004-49247031-2016 | Высокопрочные детали |
| 2959 | 46–61 | ТУ 38 0051166-2015 | Формовые РТИ |
| ИРП-1347 | 47–57 | ТУ 38 0051166-2015 | Резинометаллические амортизаторы |
| 3834 | 50–65 | ТУ 38 0051166-2015 | Маслобензостойкая, −30…+100 °C |
| 98-1 | 59–69 | ТУ 38 0051166-2015 | Формовые маслобензостойкие детали |
| 9831 | 60–72 | ТУ 38 0051166-2015 | Маслобензостойкие уплотнения |
| 2462 | 60–80 | ТУ 38 005 204-84 | Детали средней и высокой твёрдости |
| 93 | 60–90 | ТУ 38 005 204-84 | Износостойкие детали |
| 3826С | 62–74 | ТУ 38 0051166-2015 | Динамические уплотнения |
| ИРП-1348 | 65–75 | ТУ 38 0051166-2015 | Резинометаллические амортизаторы |
| 2542 | 65–85 | ТУ 38 005 204-84 | Износостойкие, жёсткие детали |
| В-14 | 65–85 | ТУ 38 005 204-84 | Маслобензостойкие жёсткие детали |
| 4004 | 72–84 | ТУ 38 0051166-2015 | Жёсткие уплотнения, гидравлика |
| ИРП-1078 | 76–86 | ТУ 38 0051166-2015 | Жёсткие маслобензостойкие, гидравлика |
| 3825 | 80–92 | ТУ 38 0051166-2015 | Высоконагруженные детали |
Один ТУ — разная твёрдость. В пределах ТУ 38 0051166-2015 марка 3824 имеет твёрдость 43–58 ед., а 3825 — уже 80–92 ед. Это разные по жёсткости материалы под один документ.
Одна марка — разные ТУ. Марка В-14 выпускается и по ТУ 38 005 204-84 (твёрдость 65–85 ед.), и по ТУ 38 0051166-2015 (72–79 ед.) — при заказе важно указывать ТУ.
Значения приведены по карточкам каталога Строймаш. Гарантированные показатели конкретной партии подтверждаются паспортом качества — высылаем по запросу.
5. Как подобрать смесь по твёрдости
Твёрдость выбирают от функции детали и характера нагрузки:
- 30–50 ед. — мягкие амортизаторы, виброизоляторы, компенсаторы, мягкие уплотнители;
- 50–70 ед. — большинство уплотнений РТИ: манжеты, кольца, прокладки, диафрагмы;
- 70–92 ед. — гидравлика, опорные и износостойкие детали, высоконагруженные узлы.
Твёрдость связана с другими свойствами, но не определяет их полностью. Как правило, с ростом твёрдости растут модуль растяжения и сопротивление износу, а относительное удлинение снижается. А вот маслостойкость и морозостойкость определяются типом каучука, а не твёрдостью: жёсткая и мягкая смесь на одном NBR одинаково стойки к маслу.
Для маслобензостойких узлов подходящую жёсткость выбирают среди марок на основе бутадиен-нитрильного каучука — маслобензостойкие смеси; для амортизаторов и компенсаторов — среди мягких марок общего назначения. О стойкости маслобензостойких смесей к маслам и топливам — в статье «Маслобензостойкая резина».
FAQ
В условных единицах по шкале Шор А (0–100) — по ГОСТ 263-75. Для тонких образцов и готовых изделий применяют шкалу IRHD (ГОСТ 20403-75). Чем выше число, тем жёстче резина.