Độ cứng Shore A ảnh hưởng trực tiếp đến cảm giác cứng, mềm và khả năng biến dạng của cao su khi làm việc. Chẳng hạn, hai chiếc gioăng có cùng kích thước nhưng khác độ cứng có thể cho khả năng ép kín, độ đàn hồi và mức chịu lực hoàn toàn khác nhau. Một chiếc đạt 60 Shore A, chiếc còn lại đạt 70 Shore A. Cả hai đều có thể dùng để làm kín, nhưng phản ứng khi ép vào bề mặt sẽ khác nhau. Mẫu 60A mềm hơn, dễ biến dạng hơn; mẫu 70A cứng hơn và giữ hình dạng tốt hơn khi chịu lực.
Đó cũng là lý do các nhà sản xuất thường đưa độ cứng Shore A vào yêu cầu kỹ thuật thay vì chỉ ghi chung chung “cao su mềm” hay “cao su cứng”.
Cao su thường nằm ở khoảng bao nhiêu Shore A?
Không có một khoảng cố định áp dụng cho tất cả vật liệu cao su. Các tài liệu kỹ thuật trên thị trường thường ghi nhận cao su công nghiệp nằm khá rộng, khoảng 30-90 Shore A, còn vùng 40-80 Shore A xuất hiện rất phổ biến ở nhiều sản phẩm đàn hồi.
Có thể hình dung các mức độ cứng theo cách gần gũi hơn:
+ Độ cứng
+ Đặc tính dễ hình dung
+ Ứng dụng thường gặp
+ 30-50 Shore A
+ Mềm, dễ biến dạng
+ Cao su mềm, vật liệu đàn hồi
+ 60-70 Shore A
+ Mức trung bình, khá phổ biến
+ Gioăng, phớt, một số chi tiết cao su
+ 80-90 Shore A
+ Cứng hơn, khả năng chống biến dạng cao hơn
+ Con lăn, bánh xe và chi tiết cao su cứng
Chẳng hạn, một số loại gioăng cao su tự nhiên hoặc EPDM trên thị trường được công bố ở mức 60-70 Shore A. Một số sản phẩm khác lại yêu cầu mức trên 80A tùy cấu tạo và mục đích sử dụng.
Vì thế, nhìn vào con số Shore A cần đi cùng loại cao su và mục đích sử dụng. Không thể nói 70A luôn tốt hơn 60A, bởi gioăng cần độ mềm để ép kín có thể phù hợp 60A hơn, còn một chi tiết cần giữ hình dạng dưới tải lại có thể cần mức cao hơn.
Tham khảo: So Sánh Độ Cứng Shore A, Shore D? 2 Thang Đo Độ Cứng Phổ Biến Hiện Nay
Tại sao cùng một miếng cao su nhưng đo lúc nóng và lúc lạnh lại ra kết quả khác?
Đây là tình huống khá dễ gặp khi kiểm tra cao su. Giả sử một mẫu cao su được kiểm tra ở khoảng 23°C và cho kết quả 60 Shore A. Đưa mẫu xuống môi trường lạnh, vật liệu có xu hướng cứng hơn. Tăng nhiệt độ lên, cao su mềm hơn và đầu đo có thể lún sâu hơn vào bề mặt, từ đó giá trị Shore A giảm.
Một tài liệu kỹ thuật lấy trường hợp cao su NBR 60 Shore A tại 23°C làm ví dụ: giá trị có thể tăng lên khoảng 75-80 Shore A ở 0°C và giảm xuống khoảng 45-50 Shore A ở 80°C. Đây nên được xem là ví dụ tham khảo, không phải mức thay đổi cố định cho mọi loại cao su. Thành phần vật liệu, quá trình gia công và điều kiện thử đều có thể làm kết quả khác đi. Điểm này đặc biệt đáng chú ý khi kiểm tra cao su lấy trực tiếp từ dây chuyền.
Một con lăn vừa hoạt động xong có thể đang nóng hơn đáng kể so với mẫu để trong phòng QC. Nếu lấy hai mẫu đo ở hai trạng thái nhiệt khác nhau rồi đặt kết quả cạnh nhau, chênh lệch Shore A chưa chắc đến từ chất lượng vật liệu.
Đo Shore A ở nhiệt độ nào mới dễ so sánh?
Các phép thử Shore A thường được thực hiện quanh 23 ± 2°C theo hướng dẫn được các tài liệu kỹ thuật tham chiếu từ ASTM D2240 và ISO 7619-1. Mẫu cần có điều kiện đo phù hợp trước khi đưa lên máy. Điều này giải thích tại sao bộ phận QC thường không lấy một miếng cao su vừa ra khỏi máy ép hoặc vừa chạy qua dây chuyền để đo ngay rồi dùng kết quả đó so sánh với mẫu chuẩn.
Quy trình dễ kiểm soát hơn là đưa các mẫu về cùng điều kiện nhiệt độ, sau đó đo theo cùng một phương pháp. Các lần kiểm tra sau cũng nên giữ điều kiện tương tự để số liệu có giá trị đối chiếu.
Có thể dùng độ cứng để phát hiện cao su giữa các lô bị lệch không?
Có, và đây cũng là một ứng dụng khá thực tế của máy đo độ cứng. Giả sử tiêu chuẩn nội bộ yêu cầu một loại gioăng ở khoảng 65 Shore A. Lô hàng tháng trước đo được 64-66A, còn lô mới xuất hiện nhiều mẫu 57-58A. Chênh lệch này chưa đủ để kết luận nguyên nhân, nhưng nó cho QC một dấu hiệu rõ ràng để kiểm tra lại nguyên liệu, tỷ lệ phối trộn hoặc điều kiện gia công.
Ngược lại, nếu kết quả liên tục nằm quanh mức yêu cầu, dữ liệu Shore A có thể trở thành một phần hồ sơ kiểm tra chất lượng của từng lô. Cách kiểm tra này hữu ích hơn nhiều so với cảm giác bằng tay. Hai mẫu cao su có thể trông gần như giống nhau, nhưng khi đặt lên máy đo lại cho kết quả khác biệt đáng kể.
Máy đo độ cứng Shore A có vai trò gì?
Máy đo độ cứng Shore A, hay durometer Shore A, tạo ra một phép đo định lượng thay cho đánh giá bằng cảm giác tay. Đầu đo tác động lên bề mặt cao su và giá trị hiển thị cho biết mức chống lại sự lún của vật liệu.
Khi kiểm tra sản phẩm tại xưởng, người đo có thể lấy nhiều điểm trên mẫu rồi đối chiếu kết quả. Một số hướng dẫn kiểm tra còn yêu cầu đo nhiều vị trí và lấy giá trị trung bình nhằm hạn chế ảnh hưởng từ sự không đồng đều trên bề mặt.
Đối với các mẫu cao su, gioăng, phớt, silicone hoặc vật liệu đàn hồi cần kiểm tra thường xuyên, máy đo Shore A giúp bộ phận kỹ thuật có một con số cụ thể để đối chiếu giữa mẫu chuẩn, sản phẩm đạt yêu cầu và các lô hàng khác nhau.
Đúc kết lại
Cao su thường gặp nhiều ở khoảng 40-80 Shore A, nhưng mức phù hợp phụ thuộc vào từng loại vật liệu và mục đích sử dụng. Nhiệt độ cũng có thể làm kết quả thay đổi rõ rệt, vì vậy cần giữ điều kiện đo ổn định khi kiểm tra chất lượng. Với các xưởng cần kiểm tra cao su, gioăng, phớt hoặc silicone thường xuyên, đo Shore A theo cùng một điều kiện sẽ giúp việc so sánh mẫu và theo dõi chất lượng giữa các lô dễ dàng hơn.
