Hardheidsmeting
Hardheid is een ongewoon getal in de kwaliteitscontrole, en het loont om te weten waarom, nog vóór u een instrument aanschaft om het te meten: er bestaat niet één "hardheid" zoals er wel één lengte of één gewicht bestaat. Wat u meet, hangt af van de test die u gebruikt. Drukt u een spitse indenter in rubber, dan leest u de ene soort hardheid af; laat u een klein hamertje terugkaatsen op staal, dan leest u een andere af — en die twee getallen laten zich niet vergelijken. De eerste beslissing is dus niet welk instrument u koopt, maar welke methode past bij het materiaal dat voor u ligt, want de methode bepaalt het getal.
Daarom duikt hardheidsmeting vrijwel overal op waar de materiaalconditie snel bevestigd moet worden — bij de ingangscontrole van rubber, staal of composiet, bij het bewaken van een productielijn of bij het testen van een onderdeel dat al in gebruik is. De test is snel, vraagt weinig voorbereiding en laat het onderdeel meestal bruikbaar, en juist daarom grijpt men er veel vaker naar dan naar trage laboratoriumtests. Maar geen enkel instrument dekt het hele bereik: een meter die voor zacht rubber is gebouwd, zegt niets over gehard staal. Bepaal wát u test en wáár, en de juiste methode volgt vanzelf.
1. Waarom de methode het getal bepaalt
Hardheid laat zich niet in basiseenheden uitdrukken zoals kracht of lengte dat wel kunnen. Ze wordt bepaald door de test zelf — de vorm van de indenter, hoe hard en hoe lang die drukt, en wat het instrument als reactie meet. Daarom noemen een Shore-waarde, een Leeb-terugslagwaarde en een Barcol-diepte zich allemaal "hardheid" en laten ze zich toch niet zuiver naar elkaar omrekenen. Erachter schuilen twee testfamilies. Indentatiemethoden (Shore, IRHD, Barcol) drukken een gedefinieerde punt in het oppervlak en meten de indruk die achterblijft. Terugslagmethoden (Leeb) schieten een klein slaglichaam op het oppervlak af en vergelijken hoe snel het terugkomt met hoe snel het erop kwam. Potlood- en krastesten op coatings zijn een heel andere kwestie, die bij coatingwerk hoort en niet bij de hardheid van het bulkmateriaal. De praktische conclusie is eenvoudig: een hardheidsgetal betekent pas iets wanneer het samen met de methode en de schaal wordt vastgelegd waarmee het tot stand kwam.
2. Welk materiaal test u?
Stem de methode af op het materiaal. Voor rubber en flexibele kunststoffen behandelt Shore-hardheid het meten met durometers op de Shore A-, D- en OO-schalen — de alledaagse rubbertest in de productie. Waar een laboratorium strakkere controle nodig heeft dan een handdurometer biedt, gebruikt Rubberhardheid (IRHD) een kogel onder dood gewicht op dezelfde materialen om de druk van de operator uit het resultaat te halen. Voor stijve kunststoffen en vezelversterkte composieten bevestigt Barcol-hardheid de uithardingsgraad in de lucht- en ruimtevaart, de scheepvaart en de windenergie. Voor metalen behandelt Metaalhardheid draagbaar Leeb-terugslagmeten en de omrekeningen naar Rockwell, Vickers en Brinell waarop veldwerk steunt. Onder al deze methoden verzorgt Kalibratie en normen voor hardheidsmeting de verificatie, de testblokken en de traceerbaarheid die elke meting betrouwbaar houden. Coatinggerelateerde hardheid — potlood- en krastesten — staat apart onder Coatinghardheid, onderdeel van coatinginspectie.
Met de methode afgestemd op het materiaal helpt de keuzegids voor hardheidsmeting u vervolgens bij de keuze van het juiste instrument.
3. Normen voor de verschillende hardheidsmethoden
Omdat elke methode een eigen test is, hoort bij elke methode ook een eigen norm. Shore-durometermeten volgt ASTM D2240 en ISO 868. Voor IRHD-rubbermeten geldt ISO 48. Barcol-meten van stijve composieten is genormeerd in ASTM D2583, en draagbaar Leeb-terugslagmeten valt onder ASTM A956 en ISO 16859. De verificatie en traceerbaarheid die ze allemaal betrouwbaar houden — de referentietestblokken, de kalibratie-intervallen, de omrekentabellen — staan volledig beschreven onder Kalibratie en normen voor hardheidsmeting. De gewoonte die in de praktijk het meest telt, is om de norm en de schaal naast het getal te noteren. Zonder die gegevens laat een hardheidswaarde zich later niet controleren, omrekenen of vertrouwen.
4. Frequently Asked Questions
1. Wat is het verschil tussen Shore- en IRHD-hardheid?
2. Kunnen hardheidswaarden tussen verschillende schalen worden omgerekend?
3. Hoe beïnvloedt temperatuur de hardheidsmetingen?
4. Is hardheidsmeten werkelijk niet-destructief?
5. Begrippenlijst
| Barcol-hardheid | Een hardheidsschaal voor stijve kunststoffen en composieten, bepaald door de indringdiepte van een scherpe, veerbelaste indenter onder gestandaardiseerde omstandigheden. |
| Durometer | Een instrument dat de indentatiehardheid van elastomeren en kunststoffen meet door een veerbelaste indenter in het oppervlak te drukken en de indringdiepte op een verdeelde schaal af te lezen. |
| Indenter | De nauwkeurig gevormde punt (kegel, kogel, vlakke stift) die tijdens een hardheidstest in het materiaaloppervlak wordt gedrukt om de indruk te maken waaruit de hardheid wordt afgeleid. |
| IRHD | International Rubber Hardness Degrees; een hardheidsschaal voor rubber op basis van kogelindentatie onder belasting met dood gewicht, ontworpen om variatie tussen operators te beperken. |
| Leeb-hardheid | Een terugslaghardheidsmethode waarbij een veerbelast slaglichaam het oppervlak raakt en de verhouding tussen terugslag- en impactsnelheid wordt gemeten, uitgedrukt als HL met een achtervoegsel voor het slagapparaat. |
| Shore-hardheid | Een indentatiehardheidsschaal voor elastomeren en kunststoffen, gemeten door een veerbelaste indenter met gedefinieerde geometrie in het materiaaloppervlak te drukken en de indringdiepte af te lezen. |
| Testblok | Een gecertificeerd referentieproefstuk met bekende hardheid, gebruikt om hardheidsmeetinstrumenten te verifiëren en te kalibreren. |
| Traceerbaarheid | Een ononderbroken keten van gedocumenteerde vergelijkingen die een meetresultaat verbindt met een erkende referentiestandaard, doorgaans beheerd door een nationaal metrologisch instituut. |
| Visco-elasticiteit | De eigenschap van materialen die bij vervorming zowel visqueus (tijdafhankelijk) als elastisch (ogenblikkelijk) gedrag vertonen, waardoor hardheidsmetingen veranderen met de belastingsduur. |
