Was ist der Bleistifthärtetest?

Die Bleistifthärteprüfung, auch Wolff-Wilborn-Prüfung genannt, nutzt die unterschiedlichen Härtewerte von Graphitstiften zur Bewertung der Härte einer Beschichtung. Es handelt sich um eine einfache, aber sehr wirksame Methode zur Bestimmung der Härte der Oberfläche eines Materials. Durch Einstechen der Stifte in die Probe wird die Härte der Beschichtung anhand der erzeugten Spuren ermittelt. Dieses Verfahren wird aufgrund seiner einfachen Anwendung und Kosteneffizienz in vielen Branchen eingesetzt, von der Elektronik bis zur Automobilherstellung.

So funktioniert die Bleistifthärteprüfung

Bei der Bleistifthärteprüfung werden Bleistifte mit den Härtegraden 9H (der härteste) bis 9B (der weichste) verwendet, wobei die Härteskala durch den Anteil an Ton bzw. Graphit im Bleistiftkern bestimmt wird. In der Regel wird der Bleistift in einem 45-Grad-Winkel an die Testfläche gehalten und eine gleichmäßige Kraft ausgeübt. Wenn der Bleistift einen Abdruck hinterlässt, ist die Oberfläche nicht so hart wie der Bleistift. Wenn Sie diesen Vorgang mit verschiedenen Bleistiften wiederholen, können Sie die genaue Härte der Materialoberfläche bestimmen.

Härtegradbestimmung: Numerische und HB-Graphit-Skalen

Es gibt zwei Skalen, um die Härte des Graphitkerns eines Bleistifts zu bewerten. Die erste ist eine numerische Skala; je höher die Zahl, desto härter ist der Markierungskern. Je niedriger die Zahl ist, desto weicher ist der Kern und desto mehr Graphit bleibt auf dem Material zurück und desto dunkler ist die Markierung. Die zweite Skala ist die HB-Graphitskala; das "H" steht für die Härte, während das "B" für die Schwärze steht. Das Verständnis dieser Skalen ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Bleistifte für Ihre Testanforderungen.

Standardprüfverfahren für die Filmhärte im Bleistifttest

Die ASTM D3363 ist ein standardisiertes Prüfverfahren zur Bewertung der Härte einer Beschichtung mit Hilfe von Bleistift- oder Zeichenminen. Diese Methode bewertet auch die Aushärtung der Beschichtung und kann mit anderen Tests, wie ASTM D7869, kombiniert werden, um die Entwicklung der Materialhärte im Laufe der Zeit zu charakterisieren. Bei Interelectronix integrieren wir die ASTM D3363 in unsere umfassenden Lackprüfdienste, um sicherzustellen, dass Ihre Beschichtungen den höchsten Standards entsprechen.

Bewertung der Filmhärte mit dem Bleistifthärtetest

Der Zweck dieses Prüfprotokolls ist die Bestimmung der Härte eines beschichteten Films durch Bleistifthärtemessungen. Bei dieser Methode wird die Oberflächenästhetik der Beschichtung bewertet, nachdem versucht wurde, sie mit einem Bleistift bekannter Härte in einem 45-Grad-Winkel unter Anwendung einer konstanten Kraft anzuritzen. Dieser Vorgang wird mit einem auf der Härteskala niedrigeren Bleistift wiederholt, bis der härteste Bleistift, der die Folie unbeschädigt lässt, und der härteste Bleistift, der die Probe nicht zerkratzt, ermittelt sind.

Faktoren, die bei der Prüfung nach ASTM D3363 zu berücksichtigen sind

Bei der Durchführung der Prüfung nach ASTM D3363 müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, darunter die Schichtdicke und die Art des verwendeten Bleistifts. Die Größe der Probe muss ausreichen, um den Versuch zweimal durchzuführen. Typische Prüfbedingungen sind eine Temperatur von 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) und eine relative Luftfeuchtigkeit von 50 ± 5 %. Die Härteskala für Holzstifte reicht von 6B (weichste Härte) bis 6H (härteste Härte), und die Wahl der richtigen Härte ist entscheidend für eine genaue Prüfung.

Bedeutung der Bleistifthärteprüfung in verschiedenen Branchen

In der Elektronikindustrie beispielsweise hängt die Haltbarkeit von Touchscreen-Geräten von der Härte der Bildschirmoberfläche ab. Ein kratzfester Bildschirm verbessert nicht nur die Benutzerfreundlichkeit, sondern verlängert auch die Lebensdauer des Geräts. Automobilhersteller verlassen sich auf die Bleistifthärteprüfung, um sicherzustellen, dass die Materialien von Armaturenbrettern und Außenbeschichtungen der täglichen Beanspruchung standhalten. Auch im Bauwesen hilft der Test bei der Überprüfung der Härte von Bodenbeschichtungen und anderen Materialien, um sicherzustellen, dass sie die erforderlichen Haltbarkeitsstandards erfüllen.

Härte von Keramikbeschichtungen: Bleistiftkratzer 9H-Härtetest

Beschichtungen sind in der Regel sehr dünne Materialschichten, die von einem Substrat getragen werden. Alles, was auf ein Substrat aufgetragen wird, ist eine Beschichtung, einschließlich Wachse, Lacke, Acryl- und Emaillefarben und andere Materialien. Eine Beschichtung, die auf einen harten Untergrund aufgetragen wird, erhöht natürlich die Härte der Beschichtung. Eine keramische Beschichtung bildet zum Beispiel eine Schutzschicht auf dem Klarlack eines Autos und schützt ihn vor schädlichen UV-Strahlen, Pollen, Vogelkot, saurem Regen und anderen schädlichen Elementen.

Was ist Härte?

Die Härte ist der Widerstand eines festen Materials gegen Verformung, wenn eine Druckkraft ausgeübt wird. Bestimmte Materialien (z. B. Metalle) sind härter als andere (z. B. Kunststoffe). Makroskopische Härte ist im Allgemeinen durch starke intermolekulare Bindungen gekennzeichnet, aber das Verhalten fester Werkstoffe unter Krafteinwirkung ist komplexer und umfasst Ritzhärte, Eindrückhärte und Rückprallhärte. Die Härte ist in hohem Maße abhängig von Duktilität, elastischer Steifigkeit, Plastizität, Dehnung, Festigkeit, Zähigkeit, Viskoelastizität und Viskosität.

Typen der Ritzhärteskala

Ritzhärtetests bestimmen die Härte eines Materials gegenüber Kratzern und Abrieb. Übliche Skalen sind:

• Mohs-Skala: Sie basiert auf der relativen Ritzhärte, wobei Talkum bei 1 und Diamant bei 10 liegt. Sie ist nicht linear und die meisten modernen Schleifmittel liegen zwischen 9 und 10.
• Ridgway-Skala: Modifiziert die Mohs-Skala und ordnet Granat eine Härte von 10 und Diamant von 15 zu.
• Wooddell-Skala**: Erweitert die Ridgway-Skala anhand der Abriebfestigkeit, was zu einem Wert von 42,4 für südamerikanischen braunen Diamantbort führt.

Bleistifthärteskala: Wie funktioniert sie?

Die Mineralskalen eignen sich nicht für Beschichtungen oder Filme, was zu der standardisierten ASTM-Methode mit der Bleistifthärteskala führte. Graphitstifte, die auf der Mohs-Skala mit 1-2H bewertet werden, werden zur Messung der Härte von klaren und pigmentierten organischen Beschichtungsfilmen verwendet. Diese Methode ist für die Entwicklungsarbeit und die Produktionskontrolle von entscheidender Bedeutung, auch wenn die Ergebnisse von Labor zu Labor unterschiedlich ausfallen können, was auf die Unterschiede bei den verwendeten Stiften und Platten zurückzuführen ist.

Wie eine Bleistifthärteprüfung durchgeführt wird

Für den Test wird in der Regel eine Beschichtungsdicke von 25,4-38,1 Mikrometern verwendet, die 7 Tage lang trocknen muss. Es wird ein Bleistift ausgewählt und ein Strich von etwa 1/2 Zoll Länge gezogen. Wenn er die Oberfläche zerkratzt, wird ein weicherer Bleistift verwendet, bis der erste Bleistift, der die Beschichtung nicht zerkratzt, gefunden ist. Der Test wird wiederholt, um die Konsistenz zu prüfen. Einige Beschichtungen sind so hart, dass selbst ein 10H-Bleistift sie nicht zerkratzt, was eine 10H-Einstufung ergibt.