Hardness is a starting point, not a formulation — we choose based on what the part actually does and the conditions it runs in.
A cast polyurethane formulation combines several elements: the isocyanate family (TDI, MDI, NDI, PPDI or another system), the polyol family (polyester, polyether, polycaprolactone…), the curative system, the component ratio, the additives, the cure cycle, the geometry and the thickness. At the same hardness, two parts at 90 Shore A can behave completely differently in abrasion, tear, load capacity, rebound, compression set, heat build-up, resistance to water and oils, or dynamic behavior.
This guide applies to all our cast polyurethane parts — wheels, cam followers, scrapers, wear plates, seals, bumpers and custom parts. And if the idea of hardness still feels unclear, start with understanding Shore hardness : you will see why it is never enough, on its own, to define a part.
The selection matrix: constraint → formulation
The table below starts from the dominant condition in your application, identifies the associated failure mechanism, then points to the properties to prioritize and the formulation families to evaluate.
| Condition principale | Mécanisme de défaillance | Propriétés prioritaires | Orientation technique à évaluer |
|---|---|---|---|
| Abrasion sèche par glissement | Perte de matière, rayures, usure de surface | Abrasion, coupure, déchirure | Formulation polyester haute performance ou système optimisé pour l'abrasion |
| Abrasion avec particules coupantes | Entailles, arrachement, propagation de déchirures | Coupure, arrachement, déchirure | Haute résistance mécanique, dureté et épaisseur adaptées |
| Abrasion + impacts | Écaillage, arrachement, rupture locale | Résilience, déchirure, absorption des chocs | Formulation résiliente, parfois avec céramique noyée dans le polyuréthane |
| Eau ou humidité prolongée | Hydrolyse, ramollissement, perte de propriétés | Résistance à l'hydrolyse, stabilité en milieu humide | Système polyéther ou polyester stabilisé contre l'hydrolyse |
| Eau chaude, vapeur, chaleur + humidité | Hydrolyse et vieillissement accélérés | Stabilité hydrolytique et thermique | Polyéther validé en température, ou formulation spéciale après analyse |
| Charge statique élevée | Écrasement, fluage, déformation permanente | Module, capacité de charge, faible compression permanente | Module élevé, dureté adaptée, géométrie qui contrôle la déformation |
| Charge dynamique élevée | Échauffement, fatigue, fissuration | Faible hystérésis, faible échauffement, tenue en fatigue | Système dynamique TDI, MDI, NDI ou PPDI selon charge, vitesse et fréquence |
| Vitesse / fréquence de cycles élevée | Accumulation de chaleur dans la pièce | Faible hystérésis, haut rebond, dissipation thermique | Formulation dynamique à faible perte d'énergie, épaisseur et géométrie contrôlées |
| Impacts répétés | Fissuration, écrasement, déchirure | Résilience, allongement, résistance à la propagation | Haute résilience, généralement moins rigide qu'une formulation « charge » |
| Huiles, graisses, hydrocarbures | Gonflement, ramollissement, durcissement, perte d'adhésion | Compatibilité chimique, stabilité dimensionnelle | Formulation choisie après identification du fluide, de la concentration et de la température |
| Acides, bases, produits chimiques | Dégradation, gonflement, perte de propriétés | Résistance chimique ciblée | Étude de compatibilité (produit exact, concentration, température, durée) |
| Basse température | Durcissement, perte de flexibilité, fissuration | Flexibilité, résilience, maintien des propriétés | Système polyéther, MDI ou formulation validée à la température minimale |
| Température de service élevée | Ramollissement, vieillissement, perte de module | Stabilité thermique, faible hystérésis | Formulation haute performance validée en température, parfois NDI ou PPDI |
| Frottement / traction | Patinage, échauffement, usure accélérée | Coefficient de friction, abrasion, tenue à la chaleur | Formulation et fini de surface selon contact, pression et vitesse |
| Milieu minier humide | Abrasion + eau + boue + impacts | Hydrolyse, abrasion, déchirure, résilience | Polyéther antiabrasion ou système spécialisé « mines humides » |
| Roues et galets fortement chargés | Écrasement, délamination, échauffement, résistance au roulement | Charge, faible hystérésis, adhésion, tenue en fatigue | Système dynamique MDI, NDI ou PPDI selon charge, vitesse, diamètre et cycles |
| Étanchéité dynamique | Usure des lèvres, extrusion, échauffement | Abrasion, faible compression permanente, compatibilité fluide | Polyéther, polyester ou système spécialisé selon le fluide et le mouvement |
| Isolation des vibrations | Transmission excessive, affaissement | Amortissement, résilience, compression contrôlée | Formulation plus souple ou polyuréthane cellulaire, géométrie selon fréquence et charge |
| Contact alimentaire | Non-conformité réglementaire | Composition documentée, traçabilité, conditions définies | Formulation documentable selon l'aliment, la température, la durée et la réglementation |
| Conductivité / dissipation (ESD) | Accumulation de charges électrostatiques | Résistivité contrôlée, propriétés mécaniques stables | Formulation antistatique ou conductrice validée selon la plage de résistance visée |
General guidance, not prescriptions: the final formulation is validated against the part, the geometry, the environment, the load and the target result.
Understanding each constraint in depth
The matrix points the way; the sections below explain the reasoning behind each constraint — open the ones that apply to your application.
Abrasion : identifier le mécanisme avant la matière+
The word “abrasion” covers very different phenomena: continuous sliding, rolling, fine particles, sharp rock, slurry, impact, or a combination of abrasion + compression + water + chemistry. A formulation that performs against dry abrasion is not necessarily the best one in a chute taking rock or in a slurry pump. We identify: the material in contact, the particle size, the shape and the sharpness of the particles, the speed, the impact angle, the pressure, water, temperature, cycle duration and the wear pattern observed on the current part.
Eau & hydrolyse : polyéther ou polyester stabilisé ?+
Les polyuréthanes polyester offrent souvent d'excellentes propriétés mécaniques (abrasion, coupure, déchirure), mais les liaisons ester peuvent être vulnérables à l'hydrolyse en exposition prolongée à l'eau, surtout à chaud. En milieu humide ou chaud, un système polyéther est souvent privilégié pour sa résistance à l'hydrolyse ; un polyester stabilisé peut aussi convenir. Le choix n'est pas automatique : on considère eau douce/salée/procédé, immersion ou éclaboussures, humidité constante ou intermittente, température, pH, microorganismes, produits de nettoyage, durée et contraintes mécaniques simultanées.
Fonctionnement dynamique : hystérésis & échauffement+
Dans une pièce dynamique, une partie de l'énergie de déformation se transforme en chaleur à chaque cycle (hystérésis) : critique pour les roues chargées, galets rapides, rouleaux, accouplements, tampons cycliques et pièces comprimées/relâchées. Une faible hystérésis = moins d'échauffement et plus d'énergie restituée. On évalue charge par pièce, diamètre, largeur, vitesse, fréquence, durée sans arrêt, température ambiante, ventilation, épaisseur, profil et déformation réelle. Les systèmes MDI faible hystérésis, NDI et PPDI visent le haut de gamme dynamique — mais NDI ou PPDI n'est pas automatiquement « mieux » : un MDI ou TDI bien choisi peut être supérieur techniquement et économiquement selon la pièce.
Charge, dureté & déformation+
Une dureté élevée limite la déformation mais ne détermine pas à elle seule la capacité de charge : comptent aussi le module, l'épaisseur, la surface portante, le diamètre, le confinement, la température, la vitesse, le type et la durée de la charge, la fréquence. Une pièce plus dure peut transmettre plus de chocs, perdre de l'adhérence et surcharger les composants voisins ; une pièce trop souple peut se déformer, chauffer, augmenter la résistance au roulement et perdre en précision. La bonne formulation trouve le compromis charge / déformation / résilience / adhérence / durée de vie.
Huiles & produits chimiques+
“Oil resistant” is not enough. We identify the exact product, its composition, its concentration, its temperature, the contact time, immersion or splashing, the presence of water, the cleaning frequency and the mechanical loads during exposure. Two oils can act very differently on the same polyurethane. When chemistry is critical, we may recommend a review of the data sheets (TDS/SDS), an immersion test, a comparison of formulations, mass/volume/hardness measurements, a surface inspection and a real functional test.
Céramique pour l'abrasion extrême+
When polyurethane alone is not enough, we combine it with ceramic beads, tiles or cylinders (localized reinforcement in the exposed areas). The polyurethane acts as a resilient matrix: it absorbs impact, holds the ceramic, reduces stress concentrations, makes mounting easier and can reduce noise compared with an all-metal liner; the ceramic takes the abrasion. Useful for chutes, hoppers, transfer points, deflectors, wear plates, mining equipment and bulk handling. The size, shape, density and position of the elements are chosen according to the flow direction, the impact angle and the wear mechanism.
Ce que la dureté Shore ne révèle pas+
La dureté Shore vérifie la dureté apparente, mais ne dit rien, à elle seule, sur : la famille chimique, l'abrasion, la déchirure, le module, l'allongement, le rebond, l'hystérésis, la compression permanente, la tenue à l'eau et aux produits chimiques, la température maximale, la capacité de charge, la qualité d'adhésion au métal ou le cycle de cuisson. Copier uniquement la dureté d'une pièce existante ne garantit pas de reproduire ses performances.
Notre méthode de sélection, en 6 étapes+
1. Comprendre le mode de défaillance — pourquoi la pièce actuelle échoue (formulation, dureté, géométrie, épaisseur, échauffement, chimie, hydrolyse, contraintes, préparation/adhésion du métal, cuisson, tolérances). 2. Hiérarchiser les propriétés — essentielle, secondaire, contrainte acceptable, défaillance à éviter, objectif de durée de vie. 3. Choisir la famille chimique — polyester, polyéther, polycaprolactone × TDI, MDI, NDI, PPDI, système cellulaire ou chargé (les bases TDI/MDI existent en polyester ou polyéther — ce ne sont pas des choix mutuellement exclusifs). 4. Ajuster dureté & géométrie — épaisseur, rayons, chanfreins, transitions, confinement, support métallique, fixation, tolérances, fini. 5. Valider le procédé — dosage, dégazage, température de moule, coulée, cuisson, post-cuisson, préparation du métal, adhésion, finition, contrôle. 6. Confirmer par essai ou données d'exploitation — plaques témoins, essais mécaniques/immersion, prototype, lot pilote, inspection après une période, comparaison avec la pièce précédente.
Les renseignements utiles pour bien choisir+
Pour recommander une formulation, on analyse idéalement : la fonction (charge, guidage, choc, étanchéité, transmission, protection) ; les charges (statique/dynamique, pression de contact, impacts, compression, tension, torsion, cisaillement) ; le mouvement (rotation, glissement, roulement, vibration, vitesse, fréquence, durée des cycles) ; l'environnement (températures min/max, eau, humidité, vapeur, huiles, acides, bases, solvants, UV, contaminants) ; l'usure actuelle (où et comment : poli, coupé, arraché, fissuré, gonflé, durci/ramolli, échauffé, décollé, déformé ; durée de vie actuelle) ; et le résultat visé (durée de vie, bruit, poids, entretien, adhérence, déformation, échauffement, protection du produit, pièce obsolète à remplacer).
Conclusion: function first, formulation second
There is no “best” polyurethane in absolute terms: there is a formulation that suits — or does not suit — a part, its geometry and its real operating conditions. The matrix above guides the thinking, but it does not replace the failure mode analysis and, when it is warranted, a test or a pilot batch. Before repeating the formulation of an existing part, it is worth understanding why it lasted — or why it failed. That is exactly the work our technical team does with you.
A part to formulate or wear to diagnose? Talk to our team — we recommend the formulation based on your real operating conditions.
With the participation of
Stefano Ricciardo
— Director of R&D and Special Projects, Soremag. Working in rubber and polyurethane covering since 1991.Maxime Paillé
— Chemical Engineer, General Manager, Soremag.