ISO 48:2007
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of hardness (hardness between 10 IRHD and 100 IRHD)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of hardness (hardness between 10 IRHD and 100 IRHD)
ISO 48:2007 specifies four methods for the determination of the hardness of vulcanized or thermoplastic rubbers on flat surfaces (standard hardness methods) and four methods for the determination of the apparent hardness of curved surfaces (apparent-hardness methods). The hardness is expressed in international rubber hardness degrees (IRHD). The methods cover the hardness range from 10 IRHD to 100 IRHD. The methods differ primarily in the diameter of the indenting ball and the magnitude of the indenting force, these being chosen to suit the particular application. The determination of hardness by a pocket hardness meter is described in ISO 7619‑2. Determination of the apparent hardness of rubber-covered rollers is dealt with separately in the various parts of ISO 7267.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la dureté (dureté comprise entre 10 DIDC et 100 DIDC)
L'ISO 48:2007 spécifie quatre méthodes de détermination de la dureté des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques sur des surfaces planes (méthodes de détermination de la dureté normale) et quatre méthodes de détermination de la dureté apparente sur des surfaces courbes (méthodes de détermination de la dureté apparente). La dureté est exprimée en degrés internationaux de dureté du caoutchouc (DIDC). Les méthodes couvrent les duretés comprises entre 10 DIDC et 100 DIDC. Les méthodes diffèrent principalement par le diamètre de la bille du pénétrateur et par la valeur de la force de pénétration, ces paramètres étant choisis en fonction de l'application considérée. La détermination de la dureté à l'aide d'un duromètre de poche est décrite dans l'ISO 7619-2. La détermination de la dureté apparente de cylindres revêtus de caoutchouc est traitée séparément dans les diverses parties de l'ISO 7267.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 48
Fourth edition
2007-06-15
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of hardness (hardness
between 10 IRHD and 100 IRHD)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la dureté
(dureté comprise entre 10 DIDC et 100 DIDC)
Reference number
ISO 48:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 48:2007(E)
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Published in Switzerland
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ISO 48:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
1.1 General. 1
1.2 Standard-hardness methods . 1
1.3 Apparent-hardness methods. 2
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions. 3
4 Principle. 3
5 Apparatus . 3
5.1 General. 3
5.2 Methods N, H, L and M . 4
5.3 Methods CN, CH, CL and CM. 5
6 Test pieces . 5
6.1 General. 5
6.2 Methods N, H, L and M . 6
6.3 Methods CN, CH, CL and CM. 7
7 Time-interval between vulcanization and testing. 7
8 Conditioning of test pieces. 7
9 Temperature of test . 7
10 Procedure . 8
11 Number of readings. 8
12 Expression of results . 8
13 Precision. 8
14 Test report . 11
Annex A (normative) Empirical relationship between indentation and hardness. 12
Annex B (informative) Precision . 14
Annex C (informative) Guidance for using precision results . 18
Bibliography . 19
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ISO 48:2007(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 48 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee SC 2,
Testing and analysis.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 48:1994), which has been technically revised. It
also incorporates the Amendment ISO 48:1994/Amd.1:1999.
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ISO 48:2007(E)
Introduction
The hardness test specified in this International Standard is intended to provide a rapid measurement of
rubber stiffness, unlike hardness tests on other materials which measure resistance to permanent
deformation.
Hardness is measured from the depth of indentation of a spherical indentor, under a specified force, into a
rubber test piece. An empirical relationship between depth of indentation and Young’s modulus for a perfectly
elastic isotropic material has been used to derive a hardness scale which may conveniently be used for most
rubbers.
When it is required to determine the value of Young’s modulus itself, an appropriate test method should be
used, for example that described in ISO 7743.
The guide to hardness testing, ISO 18517, may also be a useful reference.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 48:2007(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of
hardness (hardness between 10 IRHD and 100 IRHD)
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
CAUTION — Certain procedures specified in this International Standard may involve the use or
generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental
hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after
use.
1 Scope
1.1 General
This International Standard specifies four methods for the determination of the hardness of vulcanized or
thermoplastic rubbers on flat surfaces (standard-hardness methods) and four methods for the determination of
the apparent hardness of curved surfaces (apparent-hardness methods). The hardness is expressed in
international rubber hardness degrees (IRHD). The methods cover the hardness range from 10 IRHD to
100 IRHD.
The methods differ primarily in the diameter of the indenting ball and the magnitude of the indenting force,
these being chosen to suit the particular application. The range of applicability of each method is indicated in
Figure 1.
The determination of hardness by a pocket hardness meter is described in ISO 7619-2.
1.2 Standard-hardness methods
Method N: Normal test — This method is appropriate for rubbers with a hardness in the range 35 IRHD to
85 IRHD, but may also be used for hardnesses in the range 30 IRHD to 95 IRHD.
Method H: High-hardness test — This method is appropriate for rubbers with a hardness in the range 85 IRHD
to 100 IRHD.
Method L: Low-hardness test — This method is appropriate for rubbers with a hardness in the range 10 IRHD
to 35 IRHD.
Method M: Microtest — This method is essentially a scaled-down version of the normal test method N,
permitting the testing of thinner and smaller test pieces. It is appropriate for rubbers with a hardness in the
range 35 IRHD to 85 IRHD, but may also be used for hardnesses in the range 30 IRHD to 95 IRHD.
NOTE 1 The value of the hardness obtained by method N within the ranges from 85 IRHD to 95 IRHD and from
30 IRHD to 35 IRHD may not agree precisely with that obtained using method H or method L, respectively. The difference
is not normally significant for technical purposes.
NOTE 2 Because of various surface effects in the rubber and the possibility of slight surface roughness (produced, for
example, by buffing), the microtest may not always give results agreeing with those obtained by the normal test.
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ISO 48:2007(E)
1.3 Apparent-hardness methods
Also specified are four methods, CN, CH, CL and CM, for the determination of the apparent hardness of
curved surfaces. These methods are modifications of methods N, H, L and M, respectively, for cases where
the rubber surface tested is curved. Two cases exist, depending whether
a) the test piece or product tested is large enough for the hardness instrument to rest upon it;
b) it is small enough for both the test piece and the instrument to rest upon a common support.
A variant of b) would be where the test piece rests on the specimen table of the instrument.
Apparent hardness can also be measured on non-standard flat test pieces using methods N, H, L and M.
The procedures described cannot provide for all possible shapes and dimensions of test piece, but cover
some of the commonest types, such as O-rings.
Determination of the apparent hardness of rubber-covered rollers is dealt with separately in the various parts
of ISO 7267.
Key
X hardness (IRHD)
a
Method L and method CL.
b
Methods N and M and methods CN and CM.
c
Method H and method CH.
Figure 1 — Range of applicability
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 18898, Rubber — Calibration and verification of hardness testers
ISO 23529, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test
methods
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ISO 48:2007(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
international rubber hardness degree scale
IRHD scale
hardness scale chosen so that 0 represents the hardness of material having a Young’s modulus of zero and
100 represents the hardness of a material of infinite Young’s modulus, with the following applying over most of
the normal range of hardnesses:
a) one international rubber hardness degree always represents approximately the same proportional
difference in Young’s modulus;
b) for highly elastic rubbers, the IRHD and Shore A scales are comparable
3.2
standard hardness
hardness, reported to the nearest whole number in international rubber hardness degrees, obtained using the
procedures described in methods N, H, L and M on test pieces of the standard thickness and not less than the
minimum lateral dimensions specified
3.3
apparent hardness
hardness, reported to the nearest whole number in international rubber hardness degrees, obtained using the
procedures described in methods N, H, L and M on test pieces of non-standard dimensions, as well as
hardness values obtained using methods CN, CH, CL and CM
NOTE Values obtained by methods CN, CH, CL and CM are always given as apparent hardnesses since tests are
commonly made on the complete article where the thickness of the rubber may vary and, in many cases, the lateral
dimensions may not provide the minimum distance between the indentor and the edge necessary to eliminate edge
effects. Thus the readings obtained do not in general coincide with readings obtained on standard test pieces as defined in
methods N, H, L and M or on a flat parallel-faced slab of the same thickness as the article. Moreover, the readings may
depend appreciably on the method of support of the article and whether or not a presser foot is used. It should, therefore,
be recognized that results obtained on curved surfaces are arbitrary values applicable only to test pieces or articles of one
particular shape and of particular dimensions, and supported in one particular way, and in extreme cases such values may
differ from the standard hardness by as much as 10 IRHD. Furthermore, surfaces that have been buffed or otherwise
prepared to remove cloth markings, etc., may give slightly different hardness values from those with a smooth, moulded
finish.
4 Principle
The hardness test consists in measuring the difference between the depths of indentation of a ball into the
rubber under a small contact force and a large (indenting) force. From this difference, multiplied when using
the microtest by the scale factor 6, the hardness in international rubber hardness degrees (IRHD) is obtained
from Tables 3 to 5 or from graphs based on these tables or from a scale, reading directly in international
rubber hardness degrees, calculated from the tables and fitted to the indentation-measuring instrument. These
tables and curves are derived from the empirical relationship between indentation depth and hardness given
in Annex A.
5 Apparatus
5.1 General
Calibration and verification of the apparatus shall be performed in accordance with ISO 18898.
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ISO 48:2007(E)
5.2 Methods N, H, L and M
The essential parts of the apparatus are as specified in 5.2.1 to 5.2.6, the appropriate dimensions and forces
being shown in Table 1.
5.2.1 Vertical plunger, having a rigid ball or spherical surface on the lower end, and means for
supporting the plunger so that the spherical tip is kept slightly above the surface of the annular foot prior to
applying the contact force.
5.2.2 Means for applying a contact force and an additional indenting force to the plunger, making
allowance for the mass of the plunger, including any fittings attached to it, and for the force of any spring
acting on it, so that the forces actually transmitted through the spherical end of the plunger are as specified.
5.2.3 Means for measuring the increase in depth of indentation of the plunger caused by the
indenting force, either in metric units or reading directly in IRHD. The gauge employed may be mechanical,
optical or electrical.
5.2.4 Flat annular foot, normal to the axis of the plunger and having a central hole for the passage of the
plunger. The foot rests on the test piece and exerts a pressure on it of 30 kPa ± 5 kPa provided that the total
load on the foot does not fall outside the values given in Table 1. The foot shall be rigidly connected to the
indentation-measuring device, so that a measurement is made of the movement of the plunger relative to the
foot (i.e. the top surface of the test piece), not relative to the surface supporting the test piece.
Table 1 — Forces and dimensions of apparatus
Force on ball
Diameters Force on foot
Test
Contact Indenting Total
mm N
N N N
Ball 2,50 ± 0,01
Method N
Foot 20 ± 1 0,30 ± 0,02 5,40 ± 0,01 5,70 ± 0,03 8,3 ± 1,5
(normal test)
Hole 6 ± 1
Ball 1,00 ± 0,01
Method H
Foot 20 ± 1
0,30 ± 0,02 5,40 ± 0,01 5,70 ± 0,03 8,3 ± 1,5
(high hardness)
Hole 6 ± 1
Ball 5,00 ± 0,01
Method L
Foot 22 ± 1 0,30 ± 0,02 5,40 ± 0,01 5,70 ± 0,03 8,3 ± 1,5
(Iow hardness)
Hole 10 ± 1
mm mN mN mN mN
Method M
Ball 0,395 ± 0,005
(microtest)
Foot 3,35 ± 0,15 8,3 ± 0,5 145 ± 0,5 153,3 ± 1,0 235 ± 30
Hole 1,00 ± 0,15
NOTE 1 In the microtest, when using instruments in which the test piece table is pressed upwards by a spring, the
values of the foot pressure and the force on the foot are those acting during the period of application of the total force.
Before the indenting force of 145 mN is applied, the force on the foot is greater by this amount, and hence equals
380 mN ± 30 mN.
NOTE 2 Not all possible combinations of dimensions and forces given in this table will meet the pressure
requirements of 5.2.4.
5.2.5 Means for gently vibrating the apparatus, for example an electrically operated buzzer, to overcome
any slight friction. (This may be omitted in instruments where friction is effectively eliminated.)
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ISO 48:2007(E)
5.2.6 Chamber for the test piece, when tests are made at temperatures other than a standard laboratory
temperature. This chamber shall be equipped with a means of maintaining the temperature within 2 °C of the
desired value. The foot and vertical plunger shall extend through the top of the chamber, and the portion
passing through the top shall be constructed from a material having a low thermal conductivity. A sensing
device shall be located within the chamber near or at the location of the test piece, for measuring the
temperature (see ISO 23529).
5.3 Methods CN, CH, CL and CM
5.3.1 General
The apparatus used shall be essentially that described in 5.2 but differing in the following respects.
5.3.2 Cylindrical surfaces of radius greater than 50 mm
The base of the instrument shall have a hole below the plunger, allowing free passage of the annular foot
such that measurement may be made above or below the base.
The lower surface of the base shall be in the form of two cylinders parallel to each other and the plane of the
base. The diameter of the cylinders and their distance apart shall be such as to locate and support the
instrument on the curved surface to be tested. Alternatively, the modified base may be fitted with feet movable
in universal joints so that they adapt themselves to the curved surface.
5.3.3 Surfaces with double curvature of large radius greater than 50 mm
The instrument with adjustable feet described in 5.3.2 shall be used.
5.3.4 Cylindrical surfaces of radius 4 mm to 50 mm or small test pieces with double curvature
On surfaces too small to support the instrument, the test piece or article shall be supported by means of
special jigs or V-blocks so that the indentor is vertically above the test surface. Wax may be used to fix small
items to the test piece table.
In general, an instrument as described for method M should be used only where the thickness of the rubber
tested is less than 4 mm.
NOTE Instruments for method M in which the test piece table is pressed upwards by a spring are not suitable for use
on large test pieces or articles with a large radius of curvature.
5.3.5 Small O-rings and articles of radius of curvature less than 4 mm
These shall be held in suitable jigs or blocks or secured by wax to the instrument table. Measurements shall
be made using the instrument for method M.
No test shall be made if the smallest radius is less than 0,8 mm.
6 Test pieces
6.1 General
Test pieces shall be prepared in accordance with ISO 23529.
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ISO 48:2007(E)
6.2 Methods N, H, L and M
6.2.1 General
The test pieces shall have their upper and lower surfaces flat, smooth and parallel to one another.
Tests intended to be comparable shall be made on test pieces of the same thickness.
6.2.2 Thickness
6.2.2.1 Methods N and H
The standard test piece shall be 8 mm to 10 mm thick and shall be made up of layers of rubber, the thinnest of
which shall not be less than 2 mm thick. All surfaces shall be flat and parallel.
Non-standard test pieces may be either thicker or thinner, but not less than 4 mm thick.
6.2.2.2 Method L
The standard test piece shall be 10 mm to 15 mm thick and shall be made up of layers of rubber, the thinnest
of which shall not be less than 2 mm thick. All surfaces shall be flat and parallel.
Non-standard test pieces may be either thicker or thinner, but not less than 6 mm thick.
6.2.2.3 Method M
The standard test piece shall have a thickness of 2 mm ± 0,5 mm. Thicker or thinner test pieces may be used,
but in no case less than 1 mm thick. Readings made on such test pieces do not in general agree with those
obtained on the standard test piece.
6.2.3 Lateral dimensions
6.2.3.1 Methods N, H and L
The Iateral dimensions of both standard and non-standard test pieces shall be such that no test is made at a
distance from the edge of the test piece less than the appropriate distance shown in Table 2.
Table 2 — Minimum distance of point of contact from test piece edge
Dimensions in millimetres
Total thickness of Minimum distance from point of
test piece contact to edge of test piece
4 7,0
6 8,0
8 9,0
10 10,0
15 11,5
25 13,0
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ISO 48:2007(E)
6.2.3.2 Method M
The lateral dimensions shall be such that no test is made at a distance from the edge of less than 2 mm.
When test pieces thicker than 4 mm are tested on the microtest instrument because the lateral dimensions or
the available flat area do not permit testing on a normal instrument, the test shall be made at a distance from
the edge as great as possible.
6.3 Methods CN, CH, CL and CM
The test piece shall be either a complete article or a piece cut therefrom. The underside of a cut piece shall be
such that it can be properly supported during the hardness test. If the surface on which the test is to be made
is cloth-marked, it shall be buffed prior to testing. Test pieces shall be allowed to recover at a standard
laboratory temperature (see ISO 23529) for at least 16 h after buffing and shall be conditioned in accordance
with Clause 8. The conditioning period may form part of the recovery period.
7 Time-interval between vulcanization and testing
Unless otherwise specified for technical reasons, the following requirements shall be observed (see
ISO 23529):
⎯ For all normal test purposes, the minimum time between vulcanization and testing shall be 16 h. In cases
of arbitration, the minimum time shall be 72 h.
⎯ For non-product tests, the maximum time between vulcanization and testing shall be 4 weeks and, for
evaluations intended to be comparable, the tests, as far as possible, shall be carried out after the same
time-interval.
⎯ For product tests, whenever possible, the time between vulcanization and testing shall not exceed
3 months. In other cases, tests shall be made within 2 months of the date of receipt by the purchaser of
the product.
8 Conditioning of test pieces
8.1 When a test is made at a standard laboratory temperature (see ISO 23529), the test pieces shall be
maintained at the conditions of test for at least 3 h immediately before testing.
8.2 When tests are made at higher or lower temperatures, the test pieces shall be maintained at the
conditions of test for a period of time sufficient to reach temperature equilibrium with the testing environment,
or for the period of time required by the specification covering the material or product being tested, and then
immediately tested.
9 Temperature of test
The test shall normally be carried out at standard laboratory temperature (see ISO 23529). When other
temperatures are used, these shall be selected from the list of preferred temperatures specified in ISO 23529.
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ISO 48:2007(E)
10 Procedure
Condition the test piece as specified in Clause 8.
Lightly dust the upper and lower surfaces of the test piece with dusting powder. Place the test piece on a
horizontal rigid surface. Bring the foot into contact with the surface of the test piece. Press the plunger and
indenting ball for 5 s on to the rubber, the force on the ball being the contact force.
NOTE Talc has been found to be a suitable dusting powder.
If the gauge is graduated in international rubber hardness degrees (IRHD), adjust it to read 100 at the end of
the 5 s period; then apply the additional indenting force and maintain it for 30 s, when a direct reading of the
hardness in international rubber hardness degrees is obtained.
If the gauge is graduated in metric units, note the differential indentation D (in hundredths of a millimetre) of
the plunger caused by the additional indenting force, applied for 30 s. Convert this (after multiplying by the
scale factor of 6 when using the apparatus for the microtest) into international rubber hardness degrees, using
Tables 3 to 5 or a graph constructed therefrom.
During the loading periods, vibrate the apparatus gently unless it is essentially free of friction.
11 Number of readings
Make one measurement at each of a minimum of three different points distributed over the test piece and
separated from each other by a minimum of 6 mm, and take the median of the results when these are
arranged in increasing order.
12 Expression of results
Express the hardness, to the nearest whole number, as the median of the individuaI measurements in
international rubber hardness degrees, indicated by the degree sign (°) followed by:
a) either the letter S indicating that the test piece was of the standard thickness or, for tests on non-standard
test pieces, the actual test piece thickness and the smaller lateral dimension (in millimetres) (the result
then being an apparent hardness);
b) the code-letter for the method, i.e. N for the normal test, H for the high-hardness test, L for the low-
hardness test and M for the microtest;
c) for tests on curved surfaces, the prefix letter C.
EXAMPLE 1 58°, SN
EXAMPLE 2 16°, 8 × 25 mm, L
EXAMPLE 3 90°, CH
13 Precision
See Annex B.
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ISO 48:2007(E)
Table 3 — Conversion of values of D to international rubber hardness degrees (IRHD)
for use in method N
D = differential indentation, in hundredths of a millimetre, with 2,5 mm indentor
D IRHD D IRHD D IRHD D IRHD D IRHD D IRHD
0 100,0 31 82,9 62 64,5 93 51,2 124 41,7 155 34,6
1 100,0 32 82,2 63 64,0 94 50,9 125 41,4 156 34,4
2 99,9 33 81,5 64 63,5 95 50,5 126 41,1 157 34,2
3 99,8 34 80,9 65 63,0 96 50,2 127 40,9 158 34,0
4 99,6 35 80,2 66 62,5 97 49,8 128 40,6 159 33,8
5 99,3 36 79,5 67 62,0 98 49,5 129 40,4 160 33,6
6 99,0 37 78,9 68 61,5 99 49,1 130 40,1 161 33,4
7 98,6 38 78,2 69 61
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 48
Quatrième édition
2007-06-15
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de la
dureté (dureté comprise entre 10 DIDC et
100 DIDC)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of hardness
(hardness between 10 IRDH and 100 IRDH)
Numéro de référence
ISO 48:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 48:2007(F)
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
1.1 Généralités . 1
1.2 Méthodes de détermination de la dureté normale. 1
1.3 Méthodes de détermination de la dureté apparente . 2
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions. 3
4 Principe. 3
5 Appareillage . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Méthodes N, H, L et M. 4
5.3 Méthodes CN, CH, CL et CM . 5
6 Éprouvettes . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Méthodes N, H, L et M. 6
6.3 Méthodes CN, CH, CL et CM . 7
7 Délai entre vulcanisation et essai . 7
8 Conditionnement des éprouvettes. 7
9 Température d'essai . 7
10 Mode opératoire . 8
11 Nombre de lectures . 8
12 Expression des résultats . 8
13 Fidélité . 8
14 Rapport d'essai . 11
Annexe A (normative) Relation empirique entre pénétration et dureté. 12
Annexe B (informative) Fidélité.14
Annexe C (informative) Guide d'utilisation des résultats de fidélité. 18
Bibliographie . 19
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 48 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d'élastomères,
sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 48:1994), dont elle constitue une révision
technique. Elle incorpore également l'Amendement ISO 48:1994/Amd.1:1999.
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ISO 48:2007(F)
Introduction
L'essai de dureté spécifié dans la présente Norme internationale est destiné à permettre un mesurage rapide
de la raideur du caoutchouc, à la différence des essais de dureté effectués sur d'autres matériaux pour
mesurer la résistance à une déflexion permanente.
La dureté est mesurée à partir de la profondeur de pénétration d'un pénétrateur sphérique appliqué avec une
force spécifiée sur une éprouvette en caoutchouc. Une relation empirique entre la profondeur de pénétration
et le module de Young, pour un matériau isotrope parfaitement élastique, a été utilisée pour établir une
échelle de dureté qui convient pour la plupart des caoutchoucs.
Pour déterminer la valeur du module de Young lui-même, une méthode d'essai appropriée est à utiliser, par
exemple celle qui est décrite dans l'ISO 7743.
Une autre référence utile concernant les essais de dureté est l'ISO 18517.
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NORME INTERNATIONALE ISO 48:2007(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de
la dureté (dureté comprise entre 10 DIDC et 100 DIDC)
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur de la présente Norme internationale connaisse bien
les pratiques courantes de laboratoire. La présente Norme internationale n'a pas pour but de traiter
tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur
de la présente Norme internationale d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de
sécurité et de s'assurer de la conformité à la réglementation nationale en vigueur.
ATTENTION — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente Norme internationale peuvent
impliquer l'utilisation ou la production de substances, ou la génération de déchets, susceptibles de
représenter un risque pour l'environnement local. Il convient de faire référence à la documentation
appropriée relative à leur manipulation et à leur élimination en toute sécurité.
1 Domaine d'application
1.1 Généralités
La présente Norme internationale spécifie quatre méthodes de détermination de la dureté des caoutchoucs
vulcanisés ou thermoplastiques sur des surfaces planes (méthodes de détermination de la dureté normale) et
quatre méthodes de détermination de la dureté apparente sur des surfaces courbes (méthodes de
détermination de la dureté apparente). La dureté est exprimée en degrés internationaux de dureté du
caoutchouc (DIDC). Les méthodes couvrent les duretés comprises entre 10 DIDC et 100 DIDC.
Les méthodes diffèrent principalement par le diamètre de la bille du pénétrateur et par la valeur de la force de
pénétration, ces paramètres étant choisis en fonction de l'application considérée. La plage d'applicabilité de
chaque méthode est indiquée à la Figure 1.
La détermination de la dureté à l'aide d'un duromètre de poche est décrite dans l'ISO 7619-2.
1.2 Méthodes de détermination de la dureté normale
Méthode N: Essai normal — Cette méthode est appropriée pour les caoutchoucs dont la dureté est comprise
entre 35 DIDC et 85 DIDC, mais elle peut être utilisée pour ceux avec une dureté comprise entre 30 DIDC et
95 DIDC.
Méthode H: Essai pour dureté élevée — Cette méthode est appropriée pour les caoutchoucs dont la dureté
est comprise entre 85 DIDC et 100 DIDC.
Méthode L: Essai pour faible dureté — Cette méthode est appropriée pour les caoutchoucs dont la dureté est
comprise entre 10 DIDC et 35 DIDC.
Méthode M: Micro-essai — Cette méthode est essentiellement une variante à échelle réduite de l'essai de
dureté normale, méthode N, permettant des essais sur des éprouvettes de plus petites dimensions et
d'épaisseur plus faible. Elle est appropriée pour les caoutchoucs dont la dureté est comprise entre 35 DIDC et
85 DIDC, mais peut être utilisée pour ceux avec une dureté comprise entre 30 DIDC et 95 DIDC.
NOTE 1 Les valeurs de dureté obtenues avec la méthode N de 85 DIDC à 95 DIDC et de 30 DIDC à 35 DIDC peuvent
ne pas exactement concorder avec celles obtenues respectivement avec la méthode H ou la méthode L. La différence est
normalement négligeable pour des applications techniques.
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NOTE 2 En raison de l'influence de l'état de surface du caoutchouc et d'une possible légère rugosité (due, par exemple,
au meulage), le micro-essai ne donne pas toujours des résultats en accord avec ceux de l'essai normal.
1.3 Méthodes de détermination de la dureté apparente
Quatre méthodes, CN, CH, CL et CM de détermination de la dureté apparente sur surfaces courbes sont
également spécifiées. Ces méthodes sont des variantes des méthodes N, H, L et M, respectivement, utilisées
lorsque la surface du caoutchouc soumis à essai est courbe. Deux cas peuvent être distingués selon que
l'éprouvette ou le produit essayé est
a) suffisamment grand pour que le duromètre puisse être posé dessus;
b) suffisamment petit pour que l'éprouvette et l'instrument puissent être disposés sur un support commun.
Une variante de b) est le cas où l'éprouvette est placée sur la platine de l'instrument.
La dureté apparente peut également être mesurée à l'aide des méthodes N, H, L et M sur des éprouvettes
plates n'ayant pas les dimensions normales.
Les modes opératoires décrits ne peuvent pas convenir pour toutes les éventualités de forme et de
dimensions d'éprouvettes, mais ils sont adaptés à quelques-uns des types les plus courants, par exemple aux
joints toriques.
La détermination de la dureté apparente de cylindres revêtus de caoutchouc est traitée séparément dans les
diverses parties de l'ISO 7267.
Légende
X dureté (DIDC)
a
Méthode L et méthode CL.
b
Méthodes N et M et méthodes CN et CM.
c
Méthode H et méthode CH.
Figure 1 — Plage d'applicabilité
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 18898, Caoutchouc — Étalonnage et vérification des duromètres
ISO 23529, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des éprouvettes
pour les méthodes d'essais physiques
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
échelle des degrés internationaux de dureté du caoutchouc
échelle DIDC
échelle de dureté établie de façon que «0» représente la dureté d'un matériau dont le module de Young est
égal à zéro et «100» la dureté d'un matériau dont le module de Young est infini, les conditions suivantes étant
respectées sur presque toute l'étendue des valeurs normales de dureté:
a) un degré international de dureté du caoutchouc correspond toujours approximativement à la même
variation relative du module de Young;
b) pour les caoutchoucs à élasticité élevée, l'échelle en DIDC et l'échelle de dureté Shore A sont
comparables.
3.2
dureté normale
dureté, en degrés internationaux de dureté du caoutchouc, arrondie au nombre entier le plus proche, obtenue
en suivant les modes opératoires correspondant aux méthodes N, H, L et M sur des éprouvettes d'épaisseur
normale dont les dimensions latérales ne sont pas inférieures aux valeurs minimales spécifiées
3.3
dureté apparente
dureté en degrés internationaux de dureté du caoutchouc, arrondie au nombre entier le plus proche, obtenue
en suivant les modes opératoires correspondant aux méthodes N, H, L et M sur des éprouvettes n'ayant pas
les dimensions normales et obtenue en utilisant les méthodes CN, CH, CL et CM
NOTE Les valeurs obtenues avec les méthodes CN, CH, CL et CM sont toujours données comme dureté apparente,
car les essais sont habituellement effectués sur un article entier dont l'épaisseur de caoutchouc peut être variable et dont
les dimensions latérales ne permettent pas, dans de nombreux cas, de respecter la distance minimale entre le pénétrateur
et le bord qui est nécessaire pour éviter les effets de bord. De ce fait, les valeurs obtenues ne coïncident généralement
pas avec les valeurs obtenues sur les éprouvettes normales qui sont définies pour les méthodes N, H, L et M, ni avec les
valeurs obtenues sur une plaque à faces planes et parallèles ayant la même épaisseur que l'article. En outre, les résultats
peuvent dépendre de façon appréciable de la méthode de positionnement de l'article du fait que le pied presseur est ou
non utilisé. Il convient donc de considérer que les résultats obtenus sur des surfaces courbes sont des valeurs arbitraires
qui ne s'appliquent qu'à des éprouvettes ou à des articles de formes et de dimensions particulières, positionnés de
manière particulière, et qu'ils peuvent dans des cas extrêmes différer de la dureté normale d'une valeur pouvant atteindre
10 DIDC. En outre, les surfaces meulées ou traitées de toute autre façon pour éliminer les empreintes de tissu, etc.,
donnent des valeurs de dureté légèrement différentes de celles que donne une surface lisse obtenue par moulage.
4 Principe
L'essai de dureté consiste à mesurer la différence entre les profondeurs de pénétration dans le caoutchouc
d'une bille appliquée respectivement avec une force de contact faible et une force (de pénétration) élevée. À
partir de cette différence, multipliée par le facteur d'échelle 6 dans le cas du micro-essai, la dureté en degrés
internationaux de dureté du caoutchouc (DIDC) est obtenue à l'aide des Tableaux 3 à 5 ou de graphiques
établis à partir de ces tableaux ou avec une échelle graduée en degrés internationaux de dureté du
caoutchouc établie d'après ces tableaux et fixée sur l'appareil de mesure de la pénétration. Ces tableaux et
ces courbes dérivent de la relation empirique entre profondeur de pénétration et dureté qui est donnée à
l'Annexe A.
5 Appareillage
5.1 Généralités
L'étalonnage et la vérification de l'appareillage doivent être effectués conformément à l'ISO 18898.
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5.2 Méthodes N, H, L et M
Les parties essentielles de l'appareillage doivent être conformes aux spécifications données de 5.2.1 à 5.2.6,
les dimensions et les forces appropriées étant indiquées dans le Tableau 1.
5.2.1 Piston vertical, dont l'extrémité inférieure se termine par une bille ou une surface sphérique rigide et
dispositif de soutien du piston pour maintenir légèrement son extrémité sphérique au-dessus de la surface du
pied annulaire avant l'application de la force de contact.
5.2.2 Dispositif d'application de la force de contact et de la force de pénétration additionnelle sur le
piston, tenant compte de la masse du piston, des pièces annexes solidaires et de la force de tout ressort
agissant sur lui, pour que les forces effectivement transmises par l'extrémité sphérique du piston soient
conformes aux valeurs prescrites.
5.2.3 Dispositif de mesure de l'augmentation de la profondeur de pénétration du piston provoquée
par la force de pénétration, gradué en unités métriques ou directement en DIDC. L'appareil utilisé peut être
mécanique, optique ou électrique.
5.2.4 Pied annulaire plat, perpendiculaire à l'axe du piston et comportant un trou central pour le passage
du piston. Le pied est appliqué sur l'éprouvette en exerçant une pression de 30 kPa ± 5 kPa, la force totale
appliquée devant respecter les limites données dans le Tableau 1. Le pied doit être lié de façon rigide au
dispositif de mesure de la pénétration, pour que la mesure de déplacement du piston soit faite par rapport au
pied (c'est-à-dire par rapport à la surface supérieure de l'éprouvette), et non par rapport à la surface qui la
supporte.
Tableau 1 — Dimensions de l'appareillage et forces appliquées
Force appliquée sur la bille Force appliquée
Diamètre
sur le pied
Essai
Contact Pénétration Total
mm
N N N N
Bille 2,50 ± 0,01
Méthode N
Pied 20 ±1 0,30 ± 0,02 5,40 ± 0,01 5,70 ± 0,03 8,3 ± 1,5
(essai normal)
trou 6 ± 1
Bille 1,00 ± 0,01
Méthode H
Pied 20 ± 1 0,30 ± 0,02 5,40 ± 0,01 5,70 ± 0,03 8,3 ± 1,5
(dureté élevée)
Trou 6 ± 1
Bille 5,00 ± 0,01
Méthode L
Pied 22 ± 1 0,30 ± 0,02 5,40 ± 0,01 5,70 ± 0,03 8,3 ± 1,5
(dureté faible)
trou 10 ± 1
mm mN mN mN mN
Méthode M
Bille 0,395 ± 0,005
(micro-essai)
Pied 3,35 ± 0,15 8,3 ± 0,5 145 ± 0,5 153,3 ± 1,0 235 ± 30
Trou 1,00 ± 0,15
NOTE 1 Avec les appareils pour micro-essai dans lesquels le porte-échantillon est repoussé vers le haut par un
ressort, les valeurs définies de pression et de force sur le pied ne s'exercent que pendant la période d'application de la
force totale. Avant l'application de la force de pénétration de 145 mN, la force sur le pied est plus élevée d'autant et est
donc égale à 380 mN ± 30 mN.
NOTE 2 Pas toutes les combinaisons possibles de dimensions et de forces données dans ce tableau ne permettront
de satisfaire aux exigences de pression données en 5.2.4.
5.2.5 Dispositif pour faire vibrer légèrement l'appareil, par exemple un vibreur mécanique, destiné à
vaincre les légers frottements (ce dispositif n'est pas nécessaire dans le cas d'appareils sans frottement).
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5.2.6 Enceinte pour l'éprouvette, dans le cas des essais effectués à des températures autres que la
température normale de laboratoire. Cette enceinte doit comporter un moyen permettant de maintenir la
température à la valeur désirée, à 2 °C près. Le pied et le piston vertical doivent être allongés pour traverser
la paroi supérieure de l'enceinte et leur partie qui traverse cette paroi doit être faite dans un matériau de faible
conductivité thermique. Un thermocouple doit être placé à l'intérieur de l'enceinte, à l'emplacement de
l'éprouvette ou à proximité, pour mesurer la température (voir l'ISO 23529).
5.3 Méthodes CN, CH, CL et CM
5.3.1 Généralités
L'appareillage utilisé doit correspondre à celui qui est décrit en 5.2, aux différences près suivantes.
5.3.2 Surfaces cylindriques de rayon supérieur à 50 mm
La base de l'instrument doit comporter un trou au-dessous du piston pour permettre un libre passage du pied
annulaire, afin que le mesurage puisse être fait au-dessus ou au-dessous de la base.
La surface inférieure de la base doit avoir la forme de deux cylindres parallèles entre eux et au plan de la
base. Le diamètre des cylindres et leur écartement doivent être tels que l'instrument puisse être appliqué sur
la surface courbe à soumettre à essai. Une autre solution consiste à équiper la base modifiée de pieds fixés
par l'intermédiaire de dispositifs à cardan qui leur permettent de s'adapter à la courbure de la surface.
5.3.3 Surfaces à double courbure de grand rayon supérieur à 50 mm
L'instrument à pieds réglables décrit en 5.3.2 doit être utilisé.
5.3.4 Surfaces cylindriques de 4 mm à 50 mm de rayon ou petites éprouvettes à double courbure
Dans le cas de surfaces trop petites pour supporter l'instrument, l'éprouvette ou l'article doit être placé sur un
support spécial ou sur une pièce ayant une gorge en V, de façon que le pénétrateur soit en position verticale
au-dessus de la surface d'essai. On peut utiliser de la cire pour fixer de petits articles sur le porte-éprouvette.
En général, il convient d'utiliser un instrument correspondant à la méthode M uniquement lorsque l'épaisseur
du caoutchouc soumis à essai est inférieure à 4 mm.
NOTE Les instruments correspondant à la méthode M dont le porte-éprouvette est repoussé vers le haut par un
ressort ne conviennent pas pour les grandes éprouvettes ou les articles à grand rayon de courbure.
5.3.5 Petits joints toriques et articles de rayon de courbure inférieur à 4 mm
Ceux-ci doivent être placés sur des supports spéciaux ou sur des pièces ayant une gorge en V ou être fixés
sur la platine de l'instrument avec de la cire. Les mesurages doivent être effectués avec l'instrument
correspondant à la méthode M.
Aucun essai ne doit être réalisé si le plus petit rayon est inférieur à 0,8 mm.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités
Les éprouvettes doivent être préparées conformément à l'ISO 23529.
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6.2 Méthodes N, H, L et M
6.2.1 Généralités
Les faces supérieure et inférieure de l'éprouvette doivent être planes, lisses et parallèles.
Les essais devant être comparés doivent être effectués sur des éprouvettes de même épaisseur.
6.2.2 Épaisseur
6.2.2.1 Méthodes N et H
L'éprouvette normale doit avoir une épaisseur comprise entre 8 mm et 10 mm d'épaisseur et doit être
constituée de couches de caoutchouc, dont aucune ne doit avoir une épaisseur inférieure à 2 mm. Toutes les
surfaces doivent être planes et parallèles.
Les éprouvettes autres que les normales peuvent être plus épaisses ou plus minces, mais sans avoir moins
de 4 mm d'épaisseur.
6.2.2.2 Méthode L
L'éprouvette normale doit avoir une épaisseur comprise entre 10 mm et 15 mm d'épaisseur et elle doit être
constituée de couches de caoutchouc, dont aucune ne doit avoir une épaisseur inférieure à 2 mm. Toutes les
surfaces doivent être planes et parallèles.
Les éprouvettes autres que les normales peuvent être plus épaisses ou plus minces, mais sans avoir moins
de 6 mm d'épaisseur.
6.2.2.3 Méthode M
L'éprouvette normale doit avoir une épaisseur égale à 2 mm ± 0,5 mm. Des éprouvettes plus épaisses ou plus
minces peuvent être utilisées, mais aucune ne doit avoir une épaisseur inférieure à 1 mm. Sur ces
éprouvettes, les valeurs obtenues ne concordent généralement pas avec celles obtenues sur l'éprouvette
normale.
6.2.3 Dimensions latérales
6.2.3.1 Méthodes N, H et L
Les dimensions latérales des éprouvettes normales et autres que normales doivent être telles qu'aucun essai
ne soit effectué à une distance du bord de l'éprouvette inférieure à la distance appropriée indiquée dans le
Tableau 2.
Tableau 2 — Distance minimale entre le point de contact et le bord de l'éprouvette
Dimensions en millimètres
Épaisseur totale de Distance minimale entre le point de
l'éprouvette contact et le bord de l'éprouvette
4 7,0
6 8,0
8 9,0
10 10,0
15 11,5
25 13,0
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6.2.3.2 Méthode M
Les dimensions latérales doivent être telles qu'aucun essai ne soit effectué à une distance du bord de
l'éprouvette inférieure à 2 mm.
Lorsque des éprouvettes de plus de 4 mm d'épaisseur sont essayées sur l'appareil de micro-essai, leurs
dimensions latérales ou leur surface plane ne permettant pas de les essayer avec l'appareil normal, l'essai
doit être effectué à une distance du bord aussi grande que possible.
6.3 Méthodes CN, CH, CL et CM
L'éprouvette doit être soit un article entier, soit un morceau découpé dans l'article. La face inférieure du
morceau découpé doit permettre une bonne assise pendant l'essai de dureté. Si la surface destinée à l'essai
porte des empreintes de tissu, il est nécessaire de la meuler avant l'essai. Après meulage, les éprouvettes
doivent être conservées à une température normale de laboratoire (voir l'ISO 23529) pendant au moins 16 h
et doivent être conditionnées conformément à l'Article 8. La période de conditionnement peut faire partie de la
période de rétablissement.
7 Délai entre vulcanisation et essai
Sauf spécifications contraires dues à des raisons techniques, les conditions suivantes doivent être observées
(voir l'ISO 23529):
⎯ Pour tous les essais de dureté normale, le délai minimal entre la vulcanisation et l'essai doit être de 16 h.
En cas de litige, le délai minimal doit être de 72 h.
⎯ Pour les essais effectués sur des éprouvettes ne provenant pas de produits manufacturés, le délai
maximal entre la vulcanisation et les essais doit être de quatre semaines et, pour les déterminations
destinées à être comparées, les essais doivent, dans la mesure du possible, être réalisés après le même
délai.
⎯ Pour les essais effectués sur des produits manufacturés, le délai entre la vulcanisation et les essais ne
doit pas être, dans la mesure du possible, supérieur à trois mois. Dans les autres cas, les essais doivent
être effectués dans les 2 mois qui suivent la date de réception du produit par l'acheteur.
8 Conditionnement des éprouvettes
8.1 Lorsqu'un essai est effectué à température normale de laboratoire (voir l'ISO 23529), les éprouvettes
doivent être maintenues dans les conditions d'essai durant au moins 3 h immédiatement avant l'essai.
8.2 Lorsque les essais sont effectués à des températures plus élevées ou plus basses, les éprouvettes
doivent être maintenues dans les conditions d'essai durant un laps de temps suffisant pour atteindre l'équilibre
de température avec l'environnement d'essai ou bien durant le laps de temps fixé par la spécification
concernant le matériau ou le produit à essayer, puis être immédiatement soumises à essai.
9 Température d'essai
L'essai doit nor
...
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