Dureza del plástico: métodos de ensayo, normas y aplicaciones

El plástico es un material típicamente blando, propenso a rayarse o desgastarse cuando entra en contacto con superficies más duras o complejas. La dureza es una de las propiedades que se miden con mayor frecuencia y se informa a menudo en las hojas de datos del plástico. Analizar la dureza es fundamental para Proveedores de piezas moldeadas por inyección, ya que el desgaste superficial por fricción o contacto puede afectar significativamente al rendimiento.

Para piezas de plástico moldeadas por inyección para automóvilesLa dureza desempeña un papel crucial en las propiedades básicas de los plásticos, especialmente en los materiales dúctiles, y a menudo muestra una correlación lineal positiva o negativa con el límite elástico y la resistencia a la tracción.

Sin embargo, la dureza no siempre es un indicador fiable de otras propiedades, como la resistencia al desgaste, la resistencia mecánica o la resistencia al rayado. Por lo tanto, no debe considerarse de forma aislada durante el diseño del producto.

Tipos de pruebas de dureza

Dureza Shore

La dureza Shore se mide utilizando un durómetro Shore, que se clasifica en tres tipos: A, C y D. El principio es el mismo para todos los tipos, pero el tamaño de la aguja, especialmente el diámetro de la punta, difiere. La dureza Shore es la medida de dureza más utilizada en Piezas de plástico moldeadas por inyección para automóviles.

• Tipo A: Adecuado para caucho en general, caucho sintético, caucho blando, grasas, cuero, cera, etc.
• Tipo C: Adecuado para materiales microporosos fabricados con plásticos espumados o una mezcla de caucho y plástico.
• Tipo D: Adecuado para caucho duro, resinas, acrílico, vidrio, caucho termoplástico, placas de circuitos impresos y fibras.

Nota: En el caso de los durómetros de tipo A, las lecturas inferiores a 10 HA o superiores a 90 HA pueden ser inexactas. Se recomienda cambiar a los de tipo C o D cuando sea necesario.

Principio de mediciónLa aguja del durómetro penetra la superficie del material y el valor de dureza se muestra en la esfera.

Dureza Rockwell

La dureza Rockwell se utiliza para piezas delgadas o pequeñas, o para materiales con capas endurecidas delgadas o de espesor moderado.

• Escala N: Adecuado para materiales similares a HRC o HRA.
• Escala T: Adecuado para materiales similares a HRB.

Principio de mediciónSe presiona un penetrador (cono de diamante o bola de acero endurecido) sobre la superficie en dos etapas. Tras aplicar la fuerza principal y mantenerla durante un tiempo determinado, se mide la profundidad de indentación residual bajo la fuerza inicial para calcular la dureza.

Requisitos de muestra

• La superficie de las muestras de caucho y plástico debe ser lisa, plana y estar libre de defectos, daños mecánicos o impurezas.
• muestras de cauchoEspesor mínimo: 6 mm, ancho: 15 mm, largo: 35 mm. Si el espesor es inferior a 6 mm, apilar hasta 4 capas de la misma película, asegurándose de que las superficies sean paralelas. Temperatura de ensayo: 18–28 °C, tiempo de almacenamiento de la muestra: ≤5 horas.
• Muestras de plásticoSe permiten muestras cuadradas de 50 mm x 50 mm x 6 mm o de 50 mm x 15 mm. Temperatura de ensayo: 20 °C ± 2 °C; las muestras se acondicionan durante 16 horas.

Ámbito de aplicación

• Dureza Rockwell: Adecuada para plásticos más duros como el policarbonato (PC), el poliestireno (PS) y la poliamida (PA).
• Dureza Shore: Se utiliza para elastómeros, caucho y plásticos más blandos como el polipropileno (PP), el polietileno (PE) y el cloruro de polivinilo (PVC).

Normas pertinentes

• GB/T 2411-2018:Plásticos y caucho duro: medición de la dureza Shore.
• GB/T 3398.2-2008:Plásticos — Medición de la dureza Rockwell.
• ISO 2039-1 / 2039-2:Pruebas de dureza de plásticos: ensayo de indentación con bola y dureza Rockwell.
• ASTM D2240-2021:Método de ensayo estándar para la dureza del caucho.
• ISO 48-4-2018:Dureza Shore para caucho vulcanizado y plásticos termoplásticos.

Para obtener una lista completa de las normas de ensayo de dureza del plástico, responda "Normas de dureza" para acceder gratuitamente.

Conversión entre las costas A y D

Shore A se utiliza para materiales con una dureza inferior a 90 HA, y Shore D para materiales más duros. Para valores de dureza HD inferiores a 20, utilice el tipo A. Fórmulas de conversión aproximadas:

• D = A – 50
• A = 0,173 × D + 86,58

Nota: Estas fórmulas solo proporcionan una conversión aproximada. Para obtener resultados precisos, en las pruebas reales se debe utilizar el durómetro adecuado.

 

Conclusión

Para Proveedores de piezas moldeadas por inyecciónLa dureza del plástico es una propiedad clave del material, ampliamente utilizada para evaluar la resistencia superficial y el comportamiento mecánico. Los ensayos de dureza Shore y Rockwell son los métodos más comunes, cada uno adecuado para diferentes materiales plásticos y de caucho.

Si bien la dureza suele correlacionarse con la resistencia a la tracción y el límite elástico, no debe utilizarse como único criterio para la selección de materiales. Elegir el método de ensayo, la preparación de la muestra y la norma adecuados garantiza resultados precisos y un rendimiento fiable del producto.

 

Preguntas frecuentes

¿Qué es la dureza del plástico?

La dureza del plástico se refiere a la resistencia de un material a la indentación, el rayado o el desgaste superficial. Es importante porque afecta la durabilidad de la superficie, la conservación de la apariencia y la idoneidad para aplicaciones industriales y de construcción.

 

¿Cuál es la diferencia entre la dureza Shore y la dureza Rockwell?

La dureza Shore se utiliza principalmente para caucho, elastómeros y plásticos blandos, y se mide con un durómetro (Shore A, C o D). La dureza Rockwell es adecuada para plásticos más duros y componentes delgados, y se mide la profundidad de la indentación con un indentador sometido a cargas controladas.

 

¿Cómo elijo entre las pruebas de dureza Shore A y Shore D?

La escala Shore A se utiliza normalmente para materiales con una dureza inferior a 90 HA, como el caucho y los plásticos blandos. Para materiales más duros, con una dureza superior a 90 HA, la escala Shore D proporciona resultados más precisos. Cuando las lecturas de Shore D son inferiores a 20, se recomienda realizar la prueba con la escala Shore A.

 

¿Es posible convertir con precisión la dureza Shore A a la dureza Shore D?

Los valores de dureza Shore A y Shore D solo pueden convertirse de forma aproximada, ya que utilizan diferentes métodos de ensayo y geometrías de indentación. Las fórmulas de conversión pueden proporcionar estimaciones, pero para obtener resultados precisos, siempre se debe utilizar el durómetro adecuado para realizar la prueba directamente.