Ce este testul de duritate a creionului?

Testul de duritate a creionului, denumit și testul Wolff-Wilborn, utilizează valorile diferite de duritate ale creionului de grafit pentru a evalua duritatea unui strat. Este o metodă simplă, dar foarte eficientă pentru determinarea durității suprafeței unui material. Prin împingerea creionului în probă, duritatea stratului de acoperire este identificată prin urma generată. Acest test este utilizat pe scară largă în diverse industrii, de la electronică la producția de automobile, datorită ușurinței sale de utilizare și rentabilității.

Cum funcționează testul de duritate cu creion

Testul de duritate a creionului presupune utilizarea de creioane clasificate de la 9H (cele mai dure) la 9B (cele mai moi), scara de duritate fiind determinată de cantitatea de argilă versus grafit din miezul creionului. Procedura presupune, de obicei, ținerea creionului la un unghi de 45 de grade față de suprafața de testare și aplicarea unei forțe constante. Dacă creionul lasă o urmă, suprafața nu este la fel de dură ca creionul. Prin repetarea acestui proces cu diferite creioane, puteți determina duritatea exactă a suprafeței materialului.

Grad de duritate: Scări numerice și HB pentru grafit

Există două scări pentru a clasifica duritatea miezului de grafit al unui creion. Prima este o scară numerică; cu cât numărul este mai mare, cu atât miezul de marcare este mai dur. Pe măsură ce miezul devine mai moale în numerele mai mici, acesta lasă mai mult grafit pe material și un marcaj mai întunecat. A doua scală este scara grafitului HB; "H" reprezintă duritatea, în timp ce "B" indică negreala. Înțelegerea acestor scale este esențială pentru a selecta creioanele potrivite pentru nevoile dvs. de testare.

Metoda standard de testare a durității filmului prin testul creionului

ASTM D3363 este o metodă de testare standardizată concepută pentru a evalua duritatea unei acoperiri prin utilizarea creionului sau a creioanelor de desen. Această metodă evaluează, de asemenea, întărirea stratului de acoperire și poate fi asociată cu alte teste, cum ar fi ASTM D7869, pentru a caracteriza evoluția durității materialului în timp. La Interelectronix, încorporăm ASTM D3363 în serviciile noastre complete de testare a vopselelor pentru a ne asigura că acoperirile dumneavoastră îndeplinesc cele mai înalte standarde.

Evaluarea durității filmului prin testul de duritate cu creion

Scopul acestui protocol de testare este de a determina duritatea unui film acoperit prin măsurători ale durității creionului. Metoda implică evaluarea esteticii suprafeței stratului de acoperire în urma unei încercări de a o zgâria cu un creion de duritate cunoscută, la un unghi de 45 de grade, prin aplicarea unei forțe constante. Acest proces se repetă cu un creion care se află mai jos pe scara de duritate până când se identifică creionul cel mai dur care lasă pelicula netăiată și creionul cel mai dur care nu zgârie specimenul.

Factori de luat în considerare la testarea ASTM D3363

Atunci când se efectuează testul ASTM D3363, trebuie luați în considerare mai mulți factori, inclusiv grosimea filmului și tipul de creion utilizat. Dimensiunea eșantionului trebuie să fie suficientă pentru a efectua experimentul de două ori. Condițiile tipice de testare implică o temperatură de 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) și o umiditate relativă de 50 ± 5%. Scara de duritate a creionului de lemn variază de la 6B (cel mai moale) la 6H (cel mai dur), iar selectarea durității corecte este esențială pentru o testare precisă.

Importanța testului de duritate a creionului în diverse industrii

În industria electronică, de exemplu, durabilitatea dispozitivelor cu ecran tactil depinde de duritatea suprafeței ecranului. Un ecran rezistent la zgârieturi nu numai că îmbunătățește experiența utilizatorului, dar și prelungește durata de viață a dispozitivului. Producătorii de automobile se bazează pe testul de duritate a creionului pentru a se asigura că materialele pentru tablourile de bord și acoperiri exterioare pot rezista uzurii zilnice. În mod similar, în construcții, testul ajută la verificarea durității acoperirilor de pardoseală și a altor materiale, asigurându-se că acestea îndeplinesc standardele de durabilitate necesare.

Duritatea acoperirilor ceramice: Test de duritate 9H la zgârieturi de creion

Acoperirile sunt de obicei straturi foarte subțiri de materiale susținute de un substrat. Orice lucru așezat deasupra unui substrat este un strat de acoperire, inclusiv ceară, lac, acrilic, vopsele emailate și alte materiale. O acoperire aplicată pe o bază dură va crește în mod natural duritatea acoperirii. De exemplu, un strat ceramic formează un strat protector pe stratul transparent al unei mașini, protejându-l de razele UV dăunătoare, polen, excremente de păsări, ploi acide și alte elemente dăunătoare.

Ce este duritatea?

Duritatea este rezistența unui material solid la deformare atunci când i se aplică o forță de compresie. Anumite materiale (de exemplu, metalele) sunt mai dure decât altele (de exemplu, materialele plastice). Duritatea macroscopică se caracterizează, în general, prin legături intermoleculare puternice, dar comportamentul materialelor solide sub forță este mai complex, cuprinzând duritatea la zgâriere, duritatea la indentare și duritatea la ricoșeu. Duritatea depinde în mare măsură de ductilitate, rigiditate elastică, plasticitate, deformare, rezistență, tenacitate, viscoelasticitate și vâscozitate.

Tipuri de scări de duritate la zgâriere

Testele de duritate la zgârieturi determină duritatea unui material la zgârieturi și abraziune. Scalele comune includ:

• Scala Mohs: Se bazează pe duritatea relativă la zgâriere, talcul fiind la 1, iar diamantul la 10. Scala nu este liniară și majoritatea abrazivelor moderne se încadrează între 9 și 10.
• Scala lui Ridgway: Modifică scara Mohs, atribuind granatului o duritate de 10 și diamantului de 15.
• Scala Wooddell: Extinde scara lui Ridgway folosind rezistența la abraziune, rezultând o valoare de 42,4 pentru diamantul brun sud-american bort.

Scala de duritate a creionului: Cum funcționează?

Scalele minerale nu sunt potrivite pentru acoperiri sau filme, ceea ce a condus la metoda standardizată ASTM care utilizează scara de duritate a creionului. Creioanele de grafit, care au o valoare de 1-2H pe scara Mohs, sunt utilizate pentru a măsura duritatea filmelor de acoperire organice transparente și pigmentate. Această metodă este esențială pentru activitatea de dezvoltare și controlul producției, deși rezultatele pot varia de la un laborator la altul din cauza diferențelor dintre creioanele și panourile utilizate.

Cum se realizează un test de duritate a creionului

Testul implică de obicei o grosime a stratului de acoperire de 25,4-38,1 microni, lăsată să se usuce timp de 7 zile. Se alege un creion și se trasează o linie de aproximativ 1/2 inch lungime. Dacă zgârie suprafața, se folosește un creion mai moale până când se identifică primul creion care nu zgârie acoperirea. Testul se repetă pentru consecvență. Unele acoperiri sunt atât de dure încât nici măcar un creion 10H nu le zgârie, obținând o clasificare 10H.