Čo je test tvrdosti ceruzky?

Skúška tvrdosti ceruzky, označovaná aj ako Wolff-Wilbornov test, využíva na hodnotenie tvrdosti povlaku rôzne hodnoty tvrdosti grafitových ceruziek. Je to jednoduchá, ale veľmi účinná metóda na určenie tvrdosti povrchu materiálu. Zatlačením ceruzky do vzorky sa podľa vzniknutej stopy určí tvrdosť povlaku. Tento test sa vďaka jednoduchému použitiu a nákladovej efektívnosti široko používa v rôznych priemyselných odvetviach, od elektroniky až po automobilovú výrobu.

Ako funguje test tvrdosti ceruzkou

Pri skúške tvrdosti ceruzky sa používajú ceruzky odstupňované od 9H (najtvrdšie) po 9B (najjemnejšie), pričom stupnica tvrdosti sa určuje podľa množstva ílu a grafitu v jadre ceruzky. Postup zvyčajne zahŕňa držanie ceruzky pod 45-stupňovým uhlom k skúšobnému povrchu a pôsobenie rovnomernej sily. Ak ceruzka zanechá stopu, povrch nie je taký tvrdý ako ceruzka. Opakovaním tohto postupu s rôznymi ceruzkami môžete určiť presnú tvrdosť povrchu materiálu.

Triedenie tvrdosti: Číselné a HB grafitové stupnice

Na klasifikáciu tvrdosti grafitového jadra ceruzky existujú dve stupnice. Prvá je číselná stupnica; čím vyššie číslo, tým tvrdšie je jadro značky. Keďže pri nižších číslach je jadro mäkšie, zanecháva na materiáli viac grafitu a tmavšiu značku. Druhou stupnicou je stupnica grafitového jadra HB; písmeno "H" predstavuje tvrdosť, zatiaľ čo písmeno "B" označuje čiernosť. Pochopenie týchto stupníc je kľúčové pre výber správnych ceruziek pre vaše potreby testovania.

Štandardná skúšobná metóda pre tvrdosť filmu pomocou skúšky ceruzkou

Norma ASTM D3363 je štandardizovaná skúšobná metóda určená na hodnotenie tvrdosti povlaku pomocou ceruzky alebo kresliacich pier. Touto metódou sa hodnotí aj vytvrdnutie povlaku a môže sa spájať s inými skúškami, ako je napríklad ASTM D7869, na charakterizovanie vývoja tvrdosti materiálu v čase. V spoločnosti Interelectronix začleňujeme normu ASTM D3363 do našich komplexných služieb testovania náterov, aby sme zabezpečili, že vaše nátery budú spĺňať najvyššie štandardy.

Hodnotenie tvrdosti filmu pomocou skúšky tvrdosti ceruzkou

Účelom tohto skúšobného protokolu je určiť tvrdosť náterového filmu pomocou merania tvrdosti ceruzkou. Metóda zahŕňa hodnotenie estetiky povrchu povlaku po pokuse poškriabať ho ceruzkou známej tvrdosti pod 45-stupňovým uhlom pôsobením konštantnej sily. Tento postup sa opakuje s ceruzkou, ktorá je na stupnici tvrdosti nižšie, až kým sa neidentifikuje najtvrdšia ceruzka, ktorá zanechá film nepoškriabaný, a najtvrdšia ceruzka, ktorá vzorku nepoškriabe.

Faktory, ktoré je potrebné zohľadniť pri testovaní podľa normy ASTM D3363

Pri vykonávaní skúšky podľa normy ASTM D3363 je potrebné zohľadniť niekoľko faktorov vrátane hrúbky filmu a typu použitej ceruzky. Veľkosť vzorky musí byť dostatočná na to, aby sa experiment mohol vykonať dvakrát. Typické skúšobné podmienky zahŕňajú teplotu 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) a relatívnu vlhkosť 50 ± 5 %. Stupnica tvrdosti drevených ceruziek sa pohybuje od 6B (najjemnejšia) po 6H (najtvrdšia) a výber správnej tvrdosti je rozhodujúci pre presné testovanie.

Význam testu tvrdosti ceruzky v rôznych odvetviach

Napríklad v elektronickom priemysle závisí odolnosť zariadení s dotykovou obrazovkou od tvrdosti povrchu displeja. Obrazovka odolná voči poškriabaniu nielenže zlepšuje používateľský zážitok, ale tiež predlžuje životnosť zariadenia. Výrobcovia automobilov sa spoliehajú na test tvrdosti ceruzky, aby zabezpečili, že materiály palubnej dosky a vonkajšie nátery vydržia každodenné opotrebovanie. Podobne v stavebníctve test pomáha pri overovaní tvrdosti podlahových náterov a iných materiálov, čím zabezpečuje, že spĺňajú potrebné normy odolnosti.

Tvrdosť keramických náterov: Test tvrdosti 9H po poškriabaní ceruzkou

Povlaky sú zvyčajne veľmi tenké vrstvy materiálov podopreté podkladom. Všetko, čo je položené na podklade, je povlak vrátane voskov, lakov, akrylových a smaltovaných farieb a iných materiálov. Povlak nanesený na tvrdý podklad prirodzene zvyšuje tvrdosť povlaku. Napríklad keramický povlak vytvára ochrannú vrstvu na bezfarebnom laku automobilu a chráni ho pred škodlivým UV žiarením, peľom, vtáčím trusom, kyslým dažďom a inými škodlivými vplyvmi.

Čo je to tvrdosť?

Tvrdosť je odolnosť pevného materiálu voči deformácii pri pôsobení tlakovej sily. Niektoré materiály (napr. kovy) sú tvrdšie ako iné (napr. plasty). Makroskopická tvrdosť je vo všeobecnosti charakterizovaná silnými medzimolekulovými väzbami, ale správanie pevných materiálov pri pôsobení sily je zložitejšie a zahŕňa tvrdosť poškriabania, tvrdosť vtisnutia a tvrdosť odrazu. Tvrdosť je veľmi závislá od ťažnosti, pružnej tuhosti, plasticity, deformácie, pevnosti, húževnatosti, viskoelasticity a viskozity.

Typy stupnice tvrdosti po poškriabaní

Skúškami tvrdosti poškriabaním sa určuje tvrdosť materiálu voči poškriabaniu a oderu. Medzi bežné stupnice patria:

• Mohsova stupnica: Na základe relatívnej tvrdosti poškriabania, pričom mastenec má hodnotu 1 a diamant 10. Je nelineárna a väčšina moderných brúsnych materiálov sa pohybuje medzi 9 a 10.
• Ridgwayova stupnica: Modifikuje Mohsovu stupnicu a priraďuje granátu tvrdosť 10 a diamantu 15.
• Wooddellova stupnica: Rozširuje Ridgwayovu stupnicu pomocou odolnosti voči oderu, čo vedie k hodnote 42,4 pre juhoamerický hnedý diamantový bort.

Stupnica tvrdosti ceruzky: Ako funguje?

Minerálne stupnice nie sú vhodné pre povlaky alebo filmy, čo viedlo k štandardizovanej metóde ASTM, ktorá používa stupnicu tvrdosti ceruzky. Na meranie tvrdosti čírych a pigmentovaných organických náterových filmov sa používajú grafitové ceruzky, ktoré majú na Mohsovej stupnici hodnotu 1-2H. Táto metóda je rozhodujúca pre vývojové práce a kontrolu výroby, hoci výsledky sa môžu v jednotlivých laboratóriách líšiť v dôsledku rozdielov v použitých ceruzkách a paneloch.

Ako sa vykonáva test tvrdosti ceruzky

Test zvyčajne zahŕňa povlak s hrúbkou 25,4-38,1 mikrónov, ktorý sa nechá schnúť 7 dní. Vyberie sa ceruzka a urobí sa čiara dlhá asi 1/2 palca. Ak poškriabe povrch, použije sa mäkšia ceruzka, až kým sa neidentifikuje prvá ceruzka, ktorá nepoškriabe povlak. Skúška sa opakuje, aby sa dosiahla konzistentnosť. Niektoré povlaky sú také tvrdé, že ich nepoškriabe ani ceruzka s tvrdosťou 10H, čím získajú hodnotenie 10H.