詢價單標示「NBR 70°」,供應商報價寫「70±5 Shore A」,PTFE 規格則列出「Shore D 55」這些硬度數字可以直接比較嗎?
Shore A 與 Shore D 採用不同刻度,不能只看數字判斷橡膠墊片硬度。若量尺或公差解讀錯誤,可能造成驗收爭議,也可能影響墊片使用與密封效果。
本文將從量測方式、硬度換算、規格選擇與採購驗收,整理看懂硬度標示的方法。
目錄
ToggleShore A 與 Shore D 差在哪?兩把不同的尺
Shore 硬度測量的是什麼?和材料強度有何不同?
Shore 硬度也稱邵氏硬度,是以硬度計的壓針接觸材料,再依壓入深度換算讀值,通常介於 0 到 100。
壓入越淺,讀值越高;壓入越深,讀值越低。這項數值反映材料表面抵抗壓入的程度,不能直接代表拉伸強度、耐熱性或耐化學性。即使 NBR 與 FKM 同為 70 Shore A,實際適用條件仍可能不同。
Shore A 與 Shore D 的壓針形狀和彈簧力有什麼不同?
Shore A 使用較鈍的圓錐形壓針,施加的彈簧力較小,常用於測量有彈性的橡膠。Shore D 的壓針較尖,彈簧力約為 Shore A 的 5 倍,適合較硬的塑膠與硬質彈性體。
常見測試依據包括 ASTM D2240;橡膠也可參照 ISO 48-4,塑膠則可參照 ISO 868。
Shore A 與 Shore D 規格對照
| 項目 | Shore A | Shore D |
| 壓針形狀 | 35° 截頭圓錐,端面直徑約 0.79 mm | 30° 圓錐,尖端半徑約 0.1 mm |
| 最大彈簧力 | 約 8.05 N | 約 44.5 N |
| 適用材料 | 橡膠墊片、O 型環、軟質 TPE、PU | PTFE、POM、PE、尼龍、硬質 PU |
| 常見讀值 | 40~90 A | 40~85 D |
| 參考標準 | ASTM D2240、ISO 48-4 | ASTM D2240、ISO 868 |
什麼時候該換尺?記住 A90 與 D20
Shore 硬度接近刻度兩端時,讀值的判讀通常較不穩定。
一般選尺原則是:Shore A 高於 90 時,可改用 Shore D;Shore D 低於 20 時,則可改用 Shore A。若供應商以 A 尺標示背托環硬度為「95A」,建議確認是否能改以 D 尺測量並提供結果,讓規格更具參考性。
Shore A 和 Shore D 可以換算嗎?
重疊區只能「近似對照」
Shore A 與 Shore D 在硬橡膠、軟塑膠的硬度範圍有部分重疊。
下表整理常見的換算對照值,不同資料來源可能相差約 5 度,適合用於初步溝通,不能視為精確換算結果。
Shore A 與 Shore D 近似對照(參考值)
| Shore A | 近似 Shore D | 常見材料舉例 |
| 80 A | 約 25~30 D | 硬質 NBR、PU 油封 |
| 85 A | 約 30~35 D | 高壓用 FKM、PU |
| 90 A | 約 35~40 D | 高硬度 NBR、PU 背托件 |
| 95 A | 約 45~50 D | 硬質 PU、TPU |
| 約 100 A | 約 55~60 D | 已進入工程塑膠範圍 |
為什麼換算不精準?材料的變形行為不同
橡膠受壓會彈回,塑膠則容易塑性變形或潛變,兩種壓針對不同材料的反應曲線並不一致,所以 A、D 之間沒有物理上的換算公式。
實務做法是:規格書用哪把尺,驗收就用同一把尺量,不要拿換算值來判定合格與否。
墊片硬度怎麼選?從工況反推
常見 Shore A 區間與墊片用途
橡膠墊片多落在 50~80 Shore A,最常見的是 60~70 A,在貼合性與抗擠出之間取得平衡。
橡膠墊片硬度區間與應用建議
| 硬度區間 | 手感 | 適合工況 |
| 40~50 A | 軟,手指易壓陷 | 低鎖緊力、薄蓋板、粗糙或不平的接觸面 |
| 50~65 A | 中軟 | 低壓水路、風管、箱體防水 |
| 60~75 A | 中等(最常用) | 一般法蘭、泵浦與閥門靜態密封 |
| 75~90 A | 偏硬 | 較高壓力、間隙較大、需抗擠出的部位 |
太軟或太硬,各會出什麼問題?
硬度太低:壓力較高時,墊片可能被擠出間隙,或因螺栓壓力過大而受損;長期使用也可能鬆弛、變薄。
硬度太高:需要較大的鎖緊力,才能填補法蘭表面的細微凹凸。若法蘭剛性不足或螺栓數量較少,墊片可能無法完整貼合,增加滲漏風險。
選材方向:壓力高、間隙較大時,可評估較硬的材質;鎖緊力有限或密封面較不平整時,可考慮較軟的材質。
哪些密封件要看 Shore D?
PTFE 墊片、背托環、導向環與工程塑膠零件,硬度都超出 A 尺的可靠範圍,型錄上通常標示 Shore D。
常見塑膠密封材料 Shore D 參考值
| 材料 | Shore D 參考值 | 密封件應用 |
| 純 PTFE | 約 50~60 D | 耐化學墊片、閥座 |
| 填充 PTFE(玻纖、碳、青銅) | 約 55~70 D | 背托環、導向環、耐磨墊 |
| UHMW-PE | 約 60~65 D | 耐磨襯板、滑塊 |
| POM | 約 80~85 D | 閥件、齒輪、機構件 |
| PEEK | 約 85 D | 高溫高壓密封環、半導體零件 |
實際數值依牌號與填充比例而異,下單前以原廠物性表為準。
規格書上的硬度數字,要怎麼讀才不會誤會?
「70±5 Shore A」的公差從哪來?
橡膠是配方產品,加上硫化條件與量測誤差,業界常見公差就是 ±5 度。
也就是說,一批 70 A 的墊片量到 66 或 74 都算合格。如果設備真的需要更窄的範圍,要在詢價階段就提出,並了解這通常意味著更嚴格的製程控管與成本。
試片條件決定讀值
同一塊材料,量法不同,讀值就會跑掉。ISO 48-4 規定硫化橡膠讀值時間為 3 秒;ASTM D2240 則以 1 秒為準,或依規格指定時間;壓針停留越久,讀值會越低。
常見硬度讀值偏差來源
| 偏差來源 | 影響 | 標準要求或建議 |
| 試片太薄 | 壓針「感覺到」底下的硬檯面,讀值偏高 | 厚度至少 6 mm,可疊片 |
| 量測點太靠邊 | 邊緣支撐不足,讀值偏低 | 距邊緣至少 12 mm |
| 讀值時間不同 | 1 秒與 15 秒可差 2~6 A | 依指定標準統一時間 |
| 環境溫度 | 冬夏可差 2~5 A | 23±2°C 下調溫後量測 |
| 手持施力不均 | 同一人重複量可差數度 | 使用硬度計台架、取 5 點平均 |
成品墊片太薄,量出來的不是材料硬度
1.5 mm、3 mm 的墊片或細線徑 O 型環,直接用 Shore A 硬度計量,數字幾乎一定失真。
正確做法是以同批次試片的硬度作為材料證明,成品則改用 IRHD 微硬度法,或只做外觀與尺寸檢驗。驗收時若對方拿手持硬度計直接打薄墊片,就是爭議的開始。
B2B 採購與驗收:硬度規格應該怎麼寫?
規格書應寫清楚的五件事
一份好用的硬度規格,至少包含:
① 尺度(Shore A 或 D)
② 標稱值與公差(如 70±5)
③ 依循標準(ASTM D2240 或 ISO 48-4)
④ 量測對象(試片或成品)
⑤ 讀值時間與溫度。
寫成「NBR 70 度」只有材質與數字,雙方對「70 度」的理解可能完全不同。
硬度會隨時間與環境改變
橡膠在倉庫放久、受熱氧老化後通常會變硬,低溫下也會暫時變硬失去彈性。
所以到貨檢驗合格、上線半年後量起來偏硬,不一定是供應商的問題。庫存管理可參考〈橡膠墊片保存期限〉,低溫工況則可參考〈−196°C 深冷密封怎麼選〉。
硬度之外,還要一起看的指標
硬度只是篩選的第一步。靜態墊片更該關心壓縮永久變形(決定能不能長期維持密封力),其次是拉伸強度、伸長率,以及介質相容性。建議向供應商索取完整物性表,而不是只看一個硬度數字。
橡膠墊片差別 總結
Shore 硬度用來表示材料表面抵抗壓入的程度,不能直接判斷強度、耐溫或耐化學性。
Shore A 常用於橡膠,Shore D 常用於較硬的塑膠;兩者刻度不同,換算值只能作為溝通參考,驗收應使用規格指定的尺度與標準。
選擇墊片硬度時,還要考量壓力、鎖緊力、密封面與材料特性。
採購規格應寫明硬度尺度、標稱值、公差、測試標準及試片條件,並搭配壓縮永久變形、伸長率與介質相容性等資料,降低選材與驗收爭議。
橡膠墊片差別 常見問題
Q1:70 Shore A 大概是什麼軟硬?
約接近汽車輪胎胎面的手感,是工業墊片與 O 型環最常見的硬度。標示 70±5 時,66~74 A 都屬合格範圍。
Q2:硬度越高,密封效果越好嗎?
不一定。硬度高可抗擠出、耐磨,但需要更大鎖緊力才能貼合;鎖緊力不足或法蘭不平時,較軟的墊片反而更容易密封。
Q3:鐵氟龍墊片硬度要用 Shore A 還是 Shore D?
用 Shore D。純 PTFE 約 50~60 D,填充 PTFE 約 55~70 D,已超出 Shore A 的可靠量測範圍。
Q4:手持硬度計量出來的數字可以當驗收依據嗎?
可作為快速篩檢,但施力與讀值時間不一致會造成數度誤差。正式驗收建議用硬度計台架、標準試片並取多點平均。
Q5:Shore 00 又是什麼?
Shore 00 用於比 Shore A 更軟的材料,例如海綿、發泡矽膠與凝膠。發泡墊片通常標示 00 或以壓縮荷重(CFD)表示。
