Bestimmung der Oberflächenhärte von Lackschichten – Bleistifthärte versus instrumentierte Eindringprüfung

Bisher war die schnell durchzuführende Ritzprüfung mit Bleistiften zur Bestimmung der Härte von Lackschichten weit verbreitet. Allerdings ist die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit dieser Methode fraglich. Da aber in der Lackindustrie hohe Qualitätsansprüche gelten, muss die Härte der Lackschichten zuverlässig überprüft werden können.

Die Bestimmung der Härte oder besser die Ritzhärte-Prüfung mittels unterschiedlich harter Bleistifte nach Wolff-Wilborn bzw. DIN ISO 15184 ist eine weitverbreitete Methode in der Lackindustrie. Dabei werden Bleistifte unterschiedlicher Härte in einem bestimmten Winkel und mit einer bestimmten Kraft über eine zu prüfende Lackfläche geschoben. Die Härte der Probe wird mit genau den beiden Bleistift-Härtegraden bezeichnet, von denen der weichere der Bleistifte nur eine Schreibspur der härtere hingegen bereits eine fühlbare Verformung der Lackschicht verursacht.

Abb. 1: FISCHERSCOPE® HM2000 S zur Bestimmung der Martens-Härte

Die Limitierung dieses Verfahrens liegt in der schlechten Reproduzierbarkeit der Messungen. Zum einen weist das Prüfmaterial nicht immer die gleichen Eigenschaften auf, da die Härten von Bleistiften in keiner Norm eindeutig festgelegt sind und es zwischen den Herstellern eindeutige Unterschiede gibt. Des Weiteren hat man einen hohen Bedienereinfluss. So sind die Ergebnisse oft nicht eindeutig zu interpretieren.

Abb. 2: Vergleich der Martens-Härte von Bleistiften mit unterschiedlichem Härtegrad, dargestellt mit Standardabweichung der Messungen

Vergleicht man die unterschiedlichen Bleistifthärten mit ihrer Martens-Härte, werden die Grenzen des Verfahrens noch deutlicher. In Abbildung 2 sind die Ergebnisse vielfältiger Messungen an Bleistiften verschiedener Härtegrade dargestellt. Betrachtet man die Standardabweichungen aus den Messreihen der einzelnen Bleistifthärten, so ergeben sich sehr breite Überlappungen. Besonders im oberen Härtebereich ist die nominale Härte (B, HB, F, H etc.) kein zuverlässiger Indikator für die tatsächliche Härte.

Mit dem FISCHERSCOPE® HM2000 S kann die Härte von Lackoberflächen direkt gemessen werden. Zudem können weitere Kenngrößen wie das Kriech- und Relaxionsverhalten und das Elastizitätsmodul bestimmt werden. All diese Härte-Kenngrößen erlauben Rückschlüsse auf die Qualität der Lackschicht.

Bei der Ritzprüfung mit Bleistiften zeigt bereits das Messmittel „Bleistift“ erhebliche Schwankungen des tatsächlichen Härtegrades, wie sich mit FISCHERSCOPE® Härtemesssystemen eindeutig nachweisen lässt. Eine zuverlässige Messung der Härte einer Beschichtung ist daraus nicht abzuleiten. Für eine reproduzierbare Bestimmung des Härtegrades von Oberflächen, wie z. B. Lackschichten, empfiehlt es sich deshalb, das FISCHERSCOPE® HM2000 S direkt für diese Messungen einzusetzen. Ihr lokaler Fischer-Partner steht Ihnen für weiterführende Auskünfte gerne zur Verfügung.

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