การทดสอบความแข็งของดินสอคืออะไร?

การทดสอบความแข็งของดินสอหรือที่เรียกว่าการทดสอบ Wolff-Wilborn ใช้ค่าความแข็งที่แตกต่างกันของดินสอกราไฟท์เพื่อประเมินความแข็งของสารเคลือบ เป็นวิธีที่ง่ายแต่มีประสิทธิภาพสูงในการกําหนดความแข็งของพื้นผิวของวัสดุ โดยการดันดินสอเข้าไปในตัวอย่างความแข็งของสารเคลือบจะถูกระบุโดยร่องรอยที่สร้างขึ้น การทดสอบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงการผลิตยานยนต์ เนื่องจากใช้งานง่ายและคุ้มค่า

การทดสอบความแข็งของดินสอทํางานอย่างไร

การทดสอบความแข็งของดินสอเกี่ยวข้องกับการใช้ดินสอที่ให้คะแนนตั้งแต่ 9H (แข็งที่สุด) ถึง 9B (อ่อนที่สุด) โดยระดับความแข็งจะถูกกําหนดโดยปริมาณดินเหนียวเทียบกับกราไฟท์ในแกนดินสอ ขั้นตอนนี้มักเกี่ยวข้องกับการจับดินสอที่มุม 45 องศากับพื้นผิวทดสอบและใช้แรงที่สม่ําเสมอ หากดินสอทิ้งรอยแสดงว่าพื้นผิวไม่แข็งเท่าดินสอ เมื่อทําซ้ําขั้นตอนนี้ด้วยดินสอที่แตกต่างกันคุณสามารถกําหนดความแข็งที่แน่นอนของพื้นผิววัสดุได้

การให้คะแนนความแข็ง: เครื่องชั่งกราไฟท์ตัวเลขและ HB

มีสองมาตราส่วนเพื่อปรับระดับความแข็งของแกนกราไฟท์ของดินสอ ประการแรกคือมาตราส่วนตัวเลข ยิ่งตัวเลขสูงแกนมาร์คกิ้งก็จะยิ่งแข็งขึ้นเท่านั้น เมื่อแกนอ่อนลงในตัวเลขที่ต่ํากว่า มันจะทิ้งกราไฟท์ไว้บนวัสดุมากขึ้นและมีรอยที่เข้มขึ้น มาตราส่วนที่สองคือมาตราส่วนกราไฟท์ HB "H" หมายถึงความแข็ง ในขณะที่ "B" หมายถึงความมืด การทําความเข้าใจเครื่องชั่งเหล่านี้เป็นสิ่งสําคัญสําหรับการเลือกดินสอที่เหมาะสมกับความต้องการในการทดสอบของคุณ

วิธีทดสอบมาตรฐานสําหรับความแข็งของฟิล์มโดยการทดสอบดินสอ

ASTM D3363 เป็นวิธีการทดสอบที่ได้มาตรฐานที่ออกแบบมาเพื่อประเมินความแข็งของสารเคลือบโดยใช้ดินสอหรือสายวาด วิธีนี้ยังประเมินการรักษาของสารเคลือบและสามารถจับคู่กับการทดสอบอื่นๆ เช่น ASTM D7869 เพื่อระบุวิวัฒนาการของความแข็งของวัสดุเมื่อเวลาผ่านไป ที่ Interelectronixเรารวม ASTM D3363 เข้ากับบริการทดสอบสีที่ครอบคลุมเพื่อให้แน่ใจว่าสารเคลือบของคุณเป็นไปตามมาตรฐานสูงสุด

การประเมินความแข็งของฟิล์มโดยการทดสอบความแข็งของดินสอ

จุดประสงค์ของโปรโตคอลการทดสอบนี้คือเพื่อกําหนดความแข็งของฟิล์มเคลือบผ่านการวัดความแข็งของดินสอ วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการประเมินความสวยงามของพื้นผิวของสารเคลือบหลังจากพยายามขีดข่วนด้วยดินสอที่มีความแข็งที่ทราบที่มุม 45 องศาโดยใช้แรงคงที่ กระบวนการนี้ทําซ้ําด้วยดินสอที่ต่ํากว่าระดับความแข็งจนกว่าจะระบุดินสอที่แข็งที่สุดที่ปล่อยให้ฟิล์มไม่ถูกตัดและดินสอที่แข็งที่สุดที่ไม่ขีดข่วนชิ้นงาน

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการทดสอบ ASTM D3363

เมื่อทําการทดสอบ ASTM D3363 ต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ รวมถึงความหนาของฟิล์มและประเภทของดินสอที่ใช้ ขนาดของตัวอย่างต้องเพียงพอที่จะทําการทดลองสองครั้ง สภาวะการทดสอบทั่วไปเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ 23 ± 2 °C (73.5 ± 3.5 °F) และความชื้นสัมพัทธ์ 50 ± 5% มาตราส่วนความแข็งของดินสอไม้มีตั้งแต่ 6B (อ่อนที่สุด) ถึง 6H (แข็งที่สุด) และการเลือกความแข็งที่ถูกต้องเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการทดสอบที่แม่นยํา

ความสําคัญของการทดสอบความแข็งของดินสอในอุตสาหกรรมต่างๆ

ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ความทนทานของอุปกรณ์หน้าจอสัมผัสขึ้นอยู่กับความแข็งของพื้นผิวจอแสดงผล หน้าจอที่ป้องกันรอยขีดข่วนไม่เพียงแต่ช่วยยกระดับประสบการณ์ของผู้ใช้ แต่ยังช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อีกด้วย ผู้ผลิตยานยนต์พึ่งพาการทดสอบความแข็งของดินสอเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุแดชบอร์ดและสารเคลือบภายนอกสามารถทนต่อการสึกหรอในแต่ละวันได้ ในทํานองเดียวกันในการก่อสร้างการทดสอบจะช่วยในการตรวจสอบความแข็งของสารเคลือบพื้นและวัสดุอื่น ๆ เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานความทนทานที่จําเป็น

ความแข็งของการเคลือบเซรามิก: การทดสอบความแข็งของดินสอรอยขีดข่วน 9H

การเคลือบมักจะเป็นชั้นวัสดุที่บางมากที่รองรับโดยพื้นผิว สิ่งที่วางบนพื้นผิวเป็นสารเคลือบ รวมถึงแว็กซ์ แล็กเกอร์ อะคริลิก สีเคลือบฟัน และวัสดุอื่นๆ การเคลือบบนฐานแข็งจะเพิ่มความแข็งของสารเคลือบตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น การเคลือบเซรามิกเป็นชั้นป้องกันบนสีใสของรถยนต์ ป้องกันรังสียูวีที่เป็นอันตราย ละอองเกสร มูลนก ฝนกรด และองค์ประกอบที่สร้างความเสียหายอื่นๆ

ความแข็งคืออะไร?

ความแข็งคือความต้านทานของวัสดุที่เป็นของแข็งต่อความผิดปกติเมื่อใช้แรงอัด วัสดุบางชนิด (เช่น โลหะ) จะแข็งกว่าวัสดุอื่นๆ (เช่น พลาสติก) ความแข็งระดับมหภาคโดยทั่วไปมีลักษณะเป็นพันธะระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรง แต่พฤติกรรมของวัสดุที่เป็นของแข็งภายใต้แรงนั้นซับซ้อนกว่า ซึ่งครอบคลุมถึงความแข็งของรอยขีดข่วน ความแข็งเยื้อง และความแข็งในการสะท้อนกลับ ความแข็งขึ้นอยู่กับความเหนียว ความแข็งยืดหยุ่น ความเป็นพลาสติก ความเครียด ความแข็งแรง ความเหนียว ความหนืด และความหนืด

ประเภทมาตราส่วนความแข็งของรอยขีดข่วน

การทดสอบความแข็งของรอยขีดข่วนจะกําหนดความแข็งของวัสดุต่อรอยขีดข่วนและการเสียดสี เครื่องชั่งทั่วไป ได้แก่ :

• มาตราส่วน Mohs: ขึ้นอยู่กับความแข็งของรอยขีดข่วนสัมพัทธ์ โดยแป้งโรยตัวอยู่ที่ 1 และเพชรที่ 10 มันไม่เป็นเชิงเส้นและสารกัดกร่อนที่ทันสมัยส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 9 ถึง 10
• มาตราส่วนของริดจ์เวย์: ปรับเปลี่ยนมาตราส่วนโมห์ส โดยกําหนดโกเมนให้มีความแข็ง 10 และเพชร 15
• มาตราส่วนของวูดเดลล์: ขยายมาตราส่วนของริดจ์เวย์โดยใช้ความต้านทานต่อการเสียดสี

มาตราส่วนความแข็งของดินสอ: มันทํางานอย่างไร?

เครื่องชั่งแร่ไม่เหมาะสําหรับการเคลือบหรือฟิล์ม ซึ่งนําไปสู่วิธี ASTM ที่ได้มาตรฐานโดยใช้มาตราส่วนความแข็งของดินสอ ดินสอกราไฟท์ซึ่งมีอัตรา 1-2H ในระดับ Mohs ใช้เพื่อวัดความแข็งของฟิล์มเคลือบอินทรีย์ใสและมีเม็ดสี วิธีนี้มีความสําคัญต่องานพัฒนาและการควบคุมการผลิต แม้ว่าผลลัพธ์อาจแตกต่างกันไปในแต่ละห้องปฏิบัติการเนื่องจากความแตกต่างของดินสอและแผงที่ใช้

วิธีการทดสอบความแข็งของดินสอ

การทดสอบโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับความหนาของการเคลือบ 25.4-38.1 ไมครอน ปล่อยให้แห้งเป็นเวลา 7 วัน เลือกดินสอและทําเส้นยาวประมาณ 1/2 นิ้ว หากพื้นผิวเป็นรอยขีดข่วน ให้ใช้ดินสอที่นุ่มกว่าจนกว่าจะระบุดินสออันแรกที่ไม่ขีดข่วนสารเคลือบ การทดสอบซ้ําเพื่อความสม่ําเสมอ สารเคลือบบางชนิดแข็งมากจนแม้แต่ดินสอ 10H ก็ไม่ขีดข่วน ได้รับคะแนน 10H