Что такое тест на твердость карандаша?
Карандашный тест на твердость, также называемый тестом Вольфа-Вильборна, использует различные значения твердости графитовых карандашей для оценки твердости покрытия. Это простой, но очень эффективный метод определения твердости поверхности материала. Вдавливая карандаши в образец, по образующемуся следу определяют твердость покрытия. Этот тест широко используется в различных отраслях промышленности, от электроники до автомобилестроения, благодаря простоте применения и экономичности.
Принцип работы карандашного теста на твердость
Тест на твердость карандаша предполагает использование карандашей, градуированных от 9H (самый твердый) до 9B (самый мягкий), причем шкала твердости определяется количеством глины и графита в стержне карандаша. Процедура обычно включает в себя удержание карандаша под углом 45 градусов к испытуемой поверхности и последовательное приложение силы. Если карандаш оставляет след, значит, поверхность не настолько твердая, как карандаш. Повторяя этот процесс с разными карандашами, вы сможете определить точную твердость поверхности материала.
Градация твердости: Числовая шкала и шкала для графита HB
Существует две шкалы для определения твердости графитового стержня карандаша. Первая - это числовая шкала; чем выше число, тем тверже маркировочный стержень. При меньших числах стержень становится мягче, поэтому на материале остается больше графита и след получается темнее. Вторая шкала - это шкала графита HB; буква "H" обозначает твердость, а буква "B" - черноту. Понимание этих шкал очень важно для выбора правильных карандашей для тестирования.
Стандартный метод испытания твердости пленки с помощью карандашного теста
ASTM D3363 - это стандартизированный метод испытания, предназначенный для оценки твердости покрытия с помощью карандаша или грифеля. Этот метод также оценивает степень отверждения покрытия и может использоваться в паре с другими испытаниями, такими как ASTM D7869, для характеристики изменения твердости материала с течением времени. В компании Interelectronix мы включаем ASTM D3363 в наши комплексные услуги по испытанию красок, чтобы гарантировать соответствие ваших покрытий самым высоким стандартам.
Оценка твердости пленки с помощью карандашного теста на твердость
Целью данного протокола испытаний является определение твердости пленки с покрытием путем измерения твердости карандашом. Метод включает в себя оценку эстетики поверхности покрытия после попытки поцарапать его карандашом известной твердости под углом 45 градусов, прикладывая постоянное усилие. Этот процесс повторяется с карандашом, который находится ниже по шкале твердости, пока не будет определен самый твердый карандаш, который оставляет пленку без царапин, и самый твердый карандаш, который не царапает образец.
Факторы, которые необходимо учитывать при проведении испытаний по стандарту ASTM D3363
При проведении теста ASTM D3363 необходимо учитывать несколько факторов, включая толщину пленки и тип используемого карандаша. Размер образца должен быть достаточным для проведения эксперимента дважды. Типичные условия испытаний включают температуру 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) и относительную влажность 50 ± 5 %. Шкала твердости деревянных карандашей варьируется от 6B (самый мягкий) до 6H (самый твердый), и выбор правильной твердости имеет решающее значение для точного тестирования.
Важность испытания твердости карандаша в различных отраслях промышленности
В электронной промышленности, например, долговечность устройств с сенсорным экраном зависит от твердости поверхности дисплея. Устойчивый к царапинам экран не только повышает удобство использования, но и продлевает срок службы устройства. Производители автомобилей полагаются на тест на твердость карандаша, чтобы убедиться, что материалы приборной панели и внешние покрытия способны выдержать ежедневный износ. Аналогично, в строительстве тест помогает проверить твердость напольных покрытий и других материалов, гарантируя их соответствие необходимым стандартам долговечности.
Твердость керамических покрытий: Тест на твердость по царапине карандашом 9H
Покрытия обычно представляют собой очень тонкие слои материалов, опирающиеся на подложку. Все, что наносится поверх основы, является покрытием, включая воски, лаки, акриловые, эмалевые краски и другие материалы. Покрытие, нанесенное на твердую основу, естественным образом увеличивает твердость покрытия. Например, керамическое покрытие образует защитный слой на прозрачном покрытии автомобиля, защищая его от вредных ультрафиолетовых лучей, пыльцы, птичьего помета, кислотных дождей и других разрушительных элементов.
Что такое твердость?
Твердость - это устойчивость твердого материала к деформации при приложении сжимающей силы. Некоторые материалы (например, металлы) тверже других (например, пластмасс). Макроскопическая твердость обычно характеризуется сильными межмолекулярными связями, но поведение твердых материалов под действием силы более сложное, включающее в себя твердость при царапании, твердость при вдавливании и твердость при отскоке. Твердость в значительной степени зависит от пластичности, упругой жесткости, пластичности, деформации, прочности, вязкости, вязкоупругости и вязкости.
Типы шкалы твердости по царапинам
Тесты на твердость по царапинам определяют твердость материала к царапинам и истиранию. К распространенным шкалам относятся:
- Шкала Мооса: Основана на относительной твердости царапин, где тальк равен 1, а алмаз - 10. Она нелинейна, и большинство современных абразивных материалов находятся в диапазоне от 9 до 10.
- Шкала Риджуэя: Модифицирует шкалу Мооса, присваивая гранату твердость 10, а алмазу - 15.
- Шкала Вудделла: Расширяет шкалу Риджуэя, используя устойчивость к истиранию, в результате чего для южноамериканского коричневого алмаза Борта получено значение 42,4.
Шкала твердости карандашей: Как она работает?
Минеральные шкалы не подходят для покрытий или пленок, что привело к появлению стандартизированного метода ASTM с использованием шкалы твердости карандашей. Для измерения твердости прозрачных и пигментированных органических покрытий используются графитовые карандаши, которые имеют твердость 1-2H по шкале Мооса. Этот метод очень важен для разработки и контроля производства, хотя результаты могут отличаться в разных лабораториях из-за различий в используемых карандашах и панелях.
Как проводится тест на твердость карандаша
Для испытания обычно используется покрытие толщиной 25,4-38,1 мкм, которому дают высохнуть в течение 7 дней. Выбирается карандаш и проводится линия длиной около 1/2 дюйма. Если он царапает поверхность, используется более мягкий карандаш, пока не будет определен первый карандаш, который не царапает покрытие. Тест повторяют, чтобы убедиться в его стабильности. Некоторые покрытия настолько твердые, что даже карандаш с твердостью 10H не царапает их, что позволяет получить оценку 10H.
