Vad är pennans hårdhetstest?

Blyertshårdhetstestet, även kallat Wolff-Wilborn-testet, använder de varierande hårdhetsvärdena hos grafitpennor för att utvärdera en beläggnings hårdhet. Det är en enkel men mycket effektiv metod för att bestämma hårdheten hos ett materials yta. Genom att trycka in pennorna i provet identifieras beläggningens hårdhet med hjälp av det spår som genereras. Detta test används ofta inom olika branscher, från elektronik till fordonstillverkning, på grund av dess användarvänlighet och kostnadseffektivitet.

Hur hårdhetstestet med blyertspennor fungerar

Hårdhetstestet för blyertspennor innebär att man använder pennor graderade från 9H (hårdast) till 9B (mjukast), där hårdhetsskalan bestäms av mängden lera kontra grafit i pennans kärna. Proceduren innebär normalt att man håller pennan i 45 graders vinkel mot provytan och utövar en jämn kraft. Om pennan lämnar ett märke efter sig är ytan inte lika hård som pennan. Genom att upprepa denna process med olika pennor kan du bestämma den exakta hårdheten på materialytan.

Gradering av hårdhet: Numeriska skalor och HB-grafitskalor

Det finns två skalor för att gradera hårdheten hos en pennas grafitkärna. Den första är en numerisk skala; ju högre siffra, desto hårdare är den markerande kärnan. När kärnan blir mjukare i de lägre siffrorna lämnar den mer grafit på materialet och ett mörkare märke. Den andra skalan är HB-grafitskalan; "H" står för hårdhet, medan "B" står för svarthet. Att förstå dessa skalor är avgörande för att välja rätt pennor för dina testbehov.

Standardtestmetod för filmhårdhet genom penntest

ASTM D3363 är en standardiserad testmetod som är utformad för att utvärdera hårdheten hos en beläggning genom användning av blyerts- eller ritspetsar. Metoden bedömer även beläggningens härdning och kan kombineras med andra tester, t.ex. ASTM D7869, för att beskriva utvecklingen av materialets hårdhet över tid. På Interelectronix införlivar vi ASTM D3363 i våra omfattande färgtestningstjänster för att säkerställa att dina beläggningar uppfyller de högsta standarderna.

Utvärdering av filmhårdhet genom pennhårdhetstest

Syftet med detta testprotokoll är att bestämma hårdheten hos en belagd film genom hårdhetsmätningar med blyertspenna. Metoden innebär att man utvärderar ytans estetik efter ett försök att repa den med en penna med känd hårdhet i 45 graders vinkel genom att applicera en konstant kraft. Denna process upprepas med en penna som ligger lägre på hårdhetsskalan tills den hårdaste pennan som lämnar filmen oskuren och den hårdaste pennan som inte repar provkroppen har identifierats.

Faktorer att ta hänsyn till vid ASTM D3363-testning

När ASTM D3363-testet utförs måste flera faktorer beaktas, bland annat filmtjocklek och vilken typ av penna som används. Storleken på provet måste vara tillräcklig för att utföra experimentet två gånger. Typiska testförhållanden är en temperatur på 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) och en relativ luftfuktighet på 50 ± 5 %. Hårdhetsskalan för träpennor sträcker sig från 6B (mjukast) till 6H (hårdast), och att välja rätt hårdhet är avgörande för korrekt testning.

Betydelsen av blyertspennans hårdhetstest i olika branscher

Inom elektronikindustrin, till exempel, är hållbarheten hos pekskärmsenheter beroende av hårdheten på displayytan. En reptålig skärm förbättrar inte bara användarupplevelsen utan förlänger också enhetens livslängd. Biltillverkare förlitar sig på pennans hårdhetstest för att säkerställa att instrumentpanelens material och ytterbeläggningar tål dagligt slitage. På samma sätt hjälper testet till att verifiera hårdheten hos golvbeläggningar och andra material inom byggbranschen och säkerställer att de uppfyller nödvändiga hållbarhetsstandarder.

Keramisk beläggnings hårdhet: Blyertsskrapa 9H hårdhetstest

Beläggningar är vanligtvis mycket tunna lager av material som bärs upp av ett substrat. Allt som läggs ovanpå ett substrat är en beläggning, inklusive vaxer, lack, akryl, emaljfärger och andra material. En beläggning som appliceras på en hård bas kommer naturligt att öka beläggningens hårdhet. Till exempel bildar en keramisk beläggning ett skyddande skikt på en bils klarlack och skyddar den mot skadliga UV-strålar, pollen, fågelspillning, surt regn och andra skadliga element.

Vad är hårdhet?

Hårdhet är ett fast materials motståndskraft mot deformation när en tryckande kraft appliceras. Vissa material (t.ex. metaller) är hårdare än andra (t.ex. plast). Makroskopisk hårdhet kännetecknas i allmänhet av starka intermolekylära bindningar, men beteendet hos fasta material under kraft är mer komplext och omfattar rephårdhet, indragningshårdhet och återstudsningshårdhet. Hårdheten är starkt beroende av duktilitet, elastisk styvhet, plasticitet, töjning, hållfasthet, seghet, viskoelasticitet och viskositet.

Typer av skalor för skraphårdhet

Rephårdhetstester bestämmer ett materials hårdhet mot repor och nötning. Vanliga skalor inkluderar:

Mohs skala: Baserad på relativ rephårdhet, med talk på 1 och diamant på 10. Den är icke-linjär och de flesta moderna slipmedel hamnar mellan 9 och 10.
Ridgways skala: Modifierar Mohs-skalan och ger granat en hårdhet på 10 och diamant 15.
Wooddells skala: Utökar Ridgways skala med hjälp av motståndskraft mot nötning, vilket resulterar i ett värde på 42,4 för sydamerikansk brun diamant bort.

Penna hårdhetsskala: Hur fungerar den?

Mineralskalorna är inte lämpliga för beläggningar eller filmer, vilket ledde till den standardiserade ASTM-metoden med hjälp av Pencil Hardness Scale. Grafitpennor, som har en hårdhet på 1-2H på Mohs skala, används för att mäta hårdheten hos klara och pigmenterade organiska beläggningsfilmer. Metoden är viktig för utvecklingsarbete och produktionskontroll, men resultaten kan variera mellan olika laboratorier på grund av skillnader i de pennor och paneler som används.

Hur ett pennhårdhetstest utförs

Testet omfattar vanligtvis en beläggningstjocklek på 25,4-38,1 mikrometer, som får torka i 7 dagar. En penna väljs och en linje som är cirka 1/2 tum lång görs. Om den repar ytan används en mjukare penna tills den första penna som inte repar beläggningen har identifierats. Testet upprepas för att vara konsekvent. Vissa beläggningar är så hårda att inte ens en 10H-penna kan repa dem, vilket ger betyget 10H.