Đo Độ Cứng Lớp Phủ Theo Tiêu Chuẩn ISO, ASTM

CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ CỨNG LỚP PHỦ TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ

Độ cứng của lớp phủ là một chỉ số quan trọng, phản ánh khả năng chống trầy xước, mài mòn và biến dạng của bề mặt vật liệu. Việc đo độ cứng lớp phủ giúp đánh giá chất lượng sản phẩm, đảm bảo lớp phủ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn của ngành công nghiệp. Dưới đây là các phương pháp kiểm tra độ cứng lớp phủ phổ biến và được công nhận rộng rãi trên thế giới.

1. Phương Pháp Đo Độ Cứng Lớp Phủ Bằng Bút Chì (Pencil Hardness Test)

Đo độ cứng lớp phủ theo phương pháp bút chì

Đây là một trong những phương pháp đơn giản và phổ biến nhất, được áp dụng theo các tiêu chuẩn quốc tế như ASTM D3363 và ISO 15184. Phương pháp này sử dụng một bộ bút chì có độ cứng khác nhau để cạo lên bề mặt lớp phủ.

Nguyên lý: Dùng một bút chì có độ cứng nhất định (thang độ cứng từ 6B – mềm nhất đến 9H – cứng nhất) và một lực tác dụng cố định (thường là 750g) để tạo ra một vết cạo trên bề mặt lớp phủ.
Cách thực hiện: Bút chì được gọt phẳng, đặt vào một dụng cụ giữ chuyên dụng và di chuyển trên bề mặt lớp phủ. Bắt đầu với bút chì mềm và tăng dần độ cứng cho đến khi bề mặt lớp phủ bị trầy xước.
Kết quả: Độ cứng của lớp phủ được xác định là độ cứng của bút chì cứng nhất không làm trầy xước bề mặt.

2. Phương Pháp Đo Độ Cứng Lớp Phủ Bằng Con Lắc (Pendulum Hardness Test)

Đo độ cứng lớp phủ theo Phương Pháp Đo Độ Cứng Con Lắc (Pendulum Hardness Test)

Phương pháp này dựa trên nguyên lý dao động của con lắc để xác định độ cứng, tuân thủ tiêu chuẩn ISO 1522 (König và Persoz). Phương pháp này đánh giá khả năng chống biến dạng đàn hồi và dẻo của lớp phủ.

Nguyên lý: Một con lắc có trọng lượng và hình dạng tiêu chuẩn được đặt lên bề mặt lớp phủ. Thời gian dao động của con lắc sẽ bị giảm đi do ma sát và lực cản của lớp phủ. Lớp phủ càng cứng thì thời gian dao động của con lắc càng dài.
Cách thực hiện: Đặt con lắc lên bề mặt mẫu thử và cho nó dao động. Dùng đồng hồ bấm giờ để đo thời gian từ khi con lắc dao động ở một góc xác định đến khi nó dừng lại.
Kết quả: Thời gian dao động của con lắc trên lớp phủ sẽ được so sánh với thời gian dao động trên một tấm kính chuẩn. Độ cứng của lớp phủ được tính toán dựa trên sự chênh lệch thời gian này.

3. Phương Pháp Đo Độ Cứng Lớp Phủ Dựa trên Vết Lõm (Indentation Hardness Test)

Phương Pháp Kiểm Tra Độ Cứng Dựa trên Vết Lõm

Phương pháp này sử dụng một đầu đo cứng để ấn vào bề mặt lớp phủ với một lực xác định, sau đó đo kích thước của vết lõm để tính toán độ cứng. Các tiêu chuẩn chính bao gồm Rockwell, Brinell và Vickers. Mặc dù thường được dùng cho kim loại, các phương pháp này cũng có thể được điều chỉnh cho các loại lớp phủ cứng.

Phương pháp Rockwell (ASTM E18): Sử dụng đầu đo kim cương hoặc bi thép. Độ cứng được đo dựa trên chiều sâu của vết lõm.
Phương pháp Brinell (ISO 6506, ASTM E10): Sử dụng bi thép. Độ cứng được tính toán dựa trên diện tích của vết lõm hình cầu.
Phương pháp Vickers (ISO 6507, ASTM E92): Sử dụng đầu đo kim cương hình chóp. Độ cứng được tính toán dựa trên diện tích của vết lõm hình chóp. Phương pháp này cho kết quả chính xác cao, đặc biệt với các lớp phủ mỏng.

4. Lựa Chọn Phương Pháp Kiểm Tra Phù Hợp

Việc lựa chọn phương pháp đo độ cứng lớp phủ phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

Loại vật liệu: Kim loại, nhựa, gỗ, hay vật liệu composite.
Độ dày lớp phủ: Một số phương pháp như Rockwell có thể không phù hợp với lớp phủ quá mỏng.
Mục đích kiểm tra: Đánh giá chất lượng sản xuất, nghiên cứu và phát triển, hay kiểm tra chất lượng đầu vào.

Đối với các ứng dụng phổ thông, phương pháp bút chì là lựa chọn kinh tế và nhanh chóng. Trong khi đó, phương pháp con lắc và các phương pháp dựa trên vết lõm cung cấp dữ liệu chính xác và chi tiết hơn, phù hợp cho các mục đích nghiên cứu và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.