O que é o teste de dureza do lápis?

O teste de dureza com lápis, também conhecido como teste Wolff-Wilborn, usa os valores variáveis de dureza dos lápis de grafite para avaliar a dureza de um revestimento. É um método simples, porém altamente eficaz, para determinar a dureza da superfície de um material. Ao empurrar os lápis na amostra, a dureza do revestimento é identificada pelo rastro gerado. Esse teste é amplamente utilizado em vários setores, desde eletrônicos até a fabricação de automóveis, devido à sua facilidade de uso e custo-benefício.

Como funciona o teste de dureza com lápis

O teste de dureza do lápis envolve o uso de lápis classificados de 9H (o mais duro) a 9B (o mais macio), com a escala de dureza sendo determinada pela quantidade de argila versus grafite no núcleo do lápis. Normalmente, o procedimento envolve segurar o lápis em um ângulo de 45 graus em relação à superfície de teste e aplicar uma força consistente. Se o lápis deixar uma marca, a superfície não é tão dura quanto o lápis. Repetindo esse processo com diferentes lápis, você pode determinar a dureza exata da superfície do material.

Classificação da dureza: Escalas numéricas e de grafite HB

Há duas escalas para classificar a dureza do núcleo de grafite de um lápis. A primeira é uma escala numérica; quanto maior o número, mais duro é o núcleo da marcação. À medida que o núcleo se torna mais macio nos números mais baixos, ele deixa mais grafite no material e uma marca mais escura. A segunda escala é a escala de grafite HB; o "H" representa a dureza, enquanto o "B" indica a escuridão. Compreender essas escalas é fundamental para selecionar os lápis certos para suas necessidades de teste.

Método de teste padrão para dureza de filme por teste de lápis

O ASTM D3363 é um método de teste padronizado projetado para avaliar a dureza de um revestimento por meio do uso de lápis ou pontas de desenho. Esse método também avalia a cura do revestimento e pode ser combinado com outros testes, como o ASTM D7869, para caracterizar a evolução da dureza do material ao longo do tempo. Na Interelectronix, incorporamos a ASTM D3363 em nossos serviços abrangentes de teste de pintura para garantir que seus revestimentos atendam aos mais altos padrões.

Avaliação da dureza do filme pelo teste de dureza do lápis

O objetivo desse protocolo de teste é determinar a dureza de um filme revestido por meio de medições de dureza com lápis. O método envolve a avaliação da estética da superfície do revestimento após uma tentativa de riscá-lo com um lápis de dureza conhecida em um ângulo de 45 graus, aplicando uma força constante. Esse processo é repetido com um lápis mais baixo na escala de dureza até que sejam identificados o lápis mais duro que deixa o filme intacto e o lápis mais duro que não risca a amostra.

Fatores a serem considerados no teste ASTM D3363

Ao executar o teste ASTM D3363, vários fatores devem ser considerados, inclusive a espessura do filme e o tipo de lápis usado. O tamanho da amostra precisa ser suficiente para realizar o experimento duas vezes. As condições típicas de teste envolvem uma temperatura de 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) e umidade relativa de 50 ± 5%. A escala de dureza do lápis de madeira varia de 6B (mais macio) a 6H (mais duro), e a seleção da dureza correta é crucial para um teste preciso.

Importância do teste de dureza do lápis em vários setores

No setor de eletrônicos, por exemplo, a durabilidade dos dispositivos touchscreen depende da dureza da superfície da tela. Uma tela resistente a arranhões não apenas melhora a experiência do usuário, mas também prolonga a vida útil do dispositivo. Os fabricantes de automóveis contam com o teste de dureza do lápis para garantir que os materiais do painel e os revestimentos externos possam suportar o desgaste diário. Da mesma forma, na construção civil, o teste ajuda a verificar a dureza dos revestimentos de pisos e de outros materiais, garantindo que eles atendam aos padrões de durabilidade necessários.

Dureza do revestimento de cerâmica: Teste de dureza 9H para raspagem com lápis

Os revestimentos geralmente são camadas muito finas de materiais apoiados em um substrato. Qualquer coisa colocada em cima de um substrato é um revestimento, incluindo ceras, laca, acrílico, tintas esmaltadas e outros materiais. Um revestimento aplicado em uma base dura aumentará naturalmente a dureza do revestimento. Por exemplo, um revestimento de cerâmica forma uma camada protetora sobre o revestimento transparente de um carro, protegendo-o dos raios UV prejudiciais, pólen, excrementos de pássaros, chuva ácida e outros elementos prejudiciais.

O que é dureza?

Dureza é a resistência de um material sólido à deformação quando uma força de compressão é aplicada. Certos materiais (por exemplo, metais) são mais duros do que outros (por exemplo, plásticos). A dureza macroscópica é geralmente caracterizada por fortes ligações intermoleculares, mas o comportamento de materiais sólidos sob força é mais complexo, abrangendo a dureza de arranhões, a dureza de indentação e a dureza de rebote. A dureza é altamente dependente da ductilidade, da rigidez elástica, da plasticidade, da deformação, da força, da resistência, da viscoelasticidade e da viscosidade.

Tipos de escala de dureza de arranhões

Os testes de dureza de arranhões determinam a dureza de um material a arranhões e abrasão. As escalas comuns incluem:

• Escala de Mohs**: Baseada na dureza relativa a arranhões, com o talco em 1 e o diamante em 10. Ela não é linear e a maioria dos abrasivos modernos fica entre 9 e 10.
• Escala de Ridgway**: Modifica a escala de Mohs, atribuindo à granada uma dureza de 10 e ao diamante 15.
• Escala de Wooddell**: Amplia a escala de Ridgway usando a resistência à abrasão, resultando em um valor de 42,4 para o diamante marrom sul-americano.

Escala de dureza do lápis: Como ela funciona?

As escalas minerais não são adequadas para revestimentos ou filmes, o que levou ao método padronizado da ASTM usando a Escala de Dureza do Lápis. Os lápis de grafite, que têm uma classificação de 1-2H na escala de Mohs, são usados para medir a dureza de filmes de revestimentos orgânicos transparentes e pigmentados. Esse método é fundamental para o trabalho de desenvolvimento e o controle da produção, embora os resultados possam variar entre os laboratórios devido às diferenças entre os lápis e os painéis usados.

Como é feito o teste de dureza do lápis

O teste normalmente envolve uma espessura de revestimento de 25,4 a 38,1 mícrons, que pode secar por 7 dias. Um lápis é selecionado e é feita uma linha de aproximadamente 1/2 polegada de comprimento. Se ela arranhar a superfície, um lápis mais macio é usado até que seja identificado o primeiro lápis que não arranhe o revestimento. O teste é repetido para garantir a consistência. Alguns revestimentos são tão duros que mesmo um lápis 10H não os risca, recebendo a classificação 10H.