Способ определения качества сцепления покрытия с подложкой

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить точность определения качества сцепления покрытия при испытании натурных изделий с толстыми покрытиями . В эталонное покрытие, наносимое на подложку, внедряю индентор под увеличивающейся нагрузкой. Выполняют в этом покрытии ряд отпечатков и определяют величину нагрузки, при которой глубина вдавливания индентора остается постоянной. При этом в покрытии возникает сложное напряженное состояние, приводящее к пластической деформации сдвига покрытия в зоне контакта его с подложкой. Различный уровень нагрузок, используемых для получения постоянной разности между толщиной покрытия и глубиной вдавливания , не оказывает существенного влияния на результаты испытаний, так как уровень напряжений в зоне острия индентора остается постоянным. После определения величины нагрузки на эталонном покрытии осуществляют внедрение индентора под этой нагрузкой в испытуемое покрытие и по внешнему виду покрытия судят о качестве сцепления. Использование эталонного покрытия-позволяет сократить количество натурных изделий. В случае испытания толстых покрытий, у которых не зафиксировано разрушение, v уменьшают толщину покрытия до 0,1- 0,2 мм и проводят повторное внедрение индентора. Уменьшение толщины покрытия позволяет более качественно определить прочность сцепления, так как напряжение от внедрения индентора приближается к границе раздела покрытия с подложкой. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. о л 00 ел о ел ел 00

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5D4 С 01 N 19 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3992610/25-28 (22) 23. 12. 85 (46) 07.11.87. Бюл. 9 41 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (72) И.И. Горшков и С.В. Медведева (53) 620.179.4(088.8) .(56) Bulletin Japan Society of

Precision Engineering, 1980, 14, Ф 3, р. 167-168.

J. Adhes, 1979, 110, В 3, р. 237-253. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА

СЦЕПЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С ПОДЛОЖКОЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить точность определения качества сцепления покрытия при испытании натурных изделий с толстыми покрытиями, В эталонное покрытие, наносимое на подложку, внедряют индентор под увеличивающейся нагрузкой. Выполняют в этом покрытии ряд отпечатков и определяют величину нагрузки, при которой глубина вдавливания индентора остается постоянной. При этом в покрытии возникает сложное напряженное состояние, приводящее к пластической деформации сдвига покрытия в зоне контакта его с подложкой. Различный уровень нагрузок, используемых для получения постоянной разности между толщиной покрытия и глубиной вдавливания, не оказывает существенного влияния на результаты испытаний, так как уровень напряжений в зоне острия индентора остается постоянным.

После определения величины нагрузки на эталонном покрытии осуществляют внедрение индентора под этой нагруз- кой в испытуемое покрытие и по внешнему виду покрытия судят о качестве . сцепления. Использование эталонного покрытия позволяет сократить количество натурных изделий. В случае испытания толстых покрытий, у которых не зафиксировано разрушение, уменьшают толщину покрытия до 0,10,2 мм и проводят повторное внедрение индентора, Уменьшение толщины покрытия позволяет более качественно определить прочность сцепления, так как напряжение от внедрения индентора приближается к границе раздела покрытия с подложкой. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1350558

f5

Изобретение стносится к испытательной технике, а именно к способам определения качества сцепления покрытий с подложками.

Целью изобретения является повышение точности определения качества сцепления покрытия с подложкой при испытании натурных иэделий с толстыми покрытиями.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхность эталонной подложки наносят одним из известных способов эталонное покрытие и предварительно внедряют в него:индентор под увеличивающейся нагрузкой. Выполняют в эталонном покрытии ряд отпечатков, расстояние между которыми последовательно задают от 5 до 0,25 мм. Определяют величину нагрузки, при которой глубина вдавливания индентора остается постоянной. Выполнение ряда отпечатков индентором приводит к повышению уровня напряжений в зоне контакта индентора с покрытием и к действию этих напряжений с двух сторон на участке между соседними отпечатками. Использование интервалов между соседни»п» отпечатками более 5 мм не вызывает разрушения покрытия между отпечатками и пропускает эоны с дефектными участками.

Использование интервалов между соседними отпечатками менее 0,25 мм приводит к их слиянию. При внедрении индентора в покрытие возникает сложное напряженное состояние, приводящее к пласти:еской деформации сдвига покрытия в зоне контакта его с подложкой. Пластические деформации под индентором на. расстоянии около половины глубины вдавливания достигают 30%, а их спад.в глубину идет по пораболическому закону, поэтому расстояние от индентора до границы раздела покрытия с подложкой оказывает существенное влияние на отс»»аивание покрытия. Различный уровень нагрузок, используемых для получения постоянной разности между толщиной покрытия и глубиной вдавли— вания, не оказывает существенного влияния на результаты испытаний, так как уровень напряжений в зоне острия индентора остается постоянным. После определения величины нагрузки на эталонном покрытии осуществляют внедрение индентора под этой нагрузкой в испытуемое покрытие и по внешнему виду покрытия судят о качестве сцепления. В случае испытания толстых покрытий, у которь»х не зафиксировано разрушение, уменьшают толщину покрытия до 0,1—

0,2 мм и проводят повторное внедрение индентора. Уменьшение толщины покрытия позволяет более качественно определить прочность сцепления, так как напряжения от внедрения индентора приближаются к границе раздела покрытия с подложкой.

Пример ° На подложку из сплава HT-5 наносили покрытие из сплава AI,O, методом детонационного напыления толщиной 0,3-0,6 мм. На основании испытания серии образцов была построена шкала надежности.

Расстояния между вдавливаниями индентора 5; 4; 3; 2,; 1; 0;5; 0,25 мм; величина нагрузки б20, 1000 и

1500 ИПа. Шкала А 0,25; 0,5; 1; 2;

3; 4; 5. Шкала В 0„253 Оь5 1s 2; 3;

4; 5. Шкала С 0,25„" 0,5; 1; 2; 3;

4.; 5.

В качестве эталона был выбран образец, прочность сцепления которого

25 МПа, толщина покрытия

0,3 мм. Глубина вдавливания 0,1 мм, а расстояние между отпечатками

G,3 мм. Результаты испытания представлены в таблице в зависимости от толщины 8 покрытия, глубины h внедрения индентора, толщины а h от подложки до острия индентора, нагрузки

Р на индентор и максимального расстояния 1„ между отпечатками, при ,которых наблюдаются сколы покрытия.

Поскольку 1 „ для образцов 2 и 4 меньше или равно 3, то эти образцы имеют 6 25 КТа а образцы 1 и 3 больше 3. Причем образец 4 обладает максимальной алгезией, а образец 1 минимальной.

Формула и з обретения

1. Способ определения качества сцепления покрытия с подложкой, по которому в покрытие, нанесенное на подложку, внедряют индентор под нагрузкой, выполняют ряд отпечатков и по внешнему виду покрытия судят о качестве сцепления, о т л и ч а юшийся тем, что., с целью повы1350558

Эталон

Свойства

Образец

1 2 3 4

03 036 0 41

0,28 0,49

21 35

25 17 . 26

0,2 0,2 0,2

0,2 0,2

01 016 021 008 029

620 870 1110

500 1500 р, Н cpaкт s

leap

0,2 0,2 0,18

0 19 0,21

3 5

3 4 Нет сколов

Балл по шкале надежности

АЗ А5 АЗ

А4 Лучше чем

АО25 .

Составитель В. Свиридов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Л. Гратилло

Корректор И. Муска

Эаказ 5278/43 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. ч /5

Подписное м

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 шения точности определения, используют эталонное покрытие, в которое предварительно внедряют индентор под увеличивающейся нагрузкой, определяют величину нагрузки, при которой глубина вдавливания индентора остается постоянной, а внедрение

$, мм

5, MIa 1 задан эаДан индентора в испытуемое покрытие осуществляют под этой нагрузкой.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а—

5 ю шийся тем что с целью повыВ Э шения точности при испытании толстых покрытий, уменьшают толщину покрытия до О, 1-0,2 мм.